Wave Former Pro アナログシグナル操作ガイド

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1 Wave Former Pro アナログシグナル操作ガイド

2 概要 WaveFormer Proのアナログ信号の表記に３種類の表現があります。 下図の三つ信号は同じ値を持つ波形です。
　下図の三つ信号は同じ値を持つ波形です。 　一番上は、同一値を持つ区間を直接にバス値形式で表現したものです。 　下の二つは[Analog Display]チェックボックスにチェックが入っており、 　　グラフ形式の表現であり、それぞれPWL形式と階段形式の表現です。 　 PWL形式と階段形式の表現は、 [Use Straight Edges] ボックスの 　　　チェックの有無によって変更することができます。 ＊　[Analog Display]ボックスはSignal properties ダイヤログの内にあります。 ＊　[Use Straight Edges] ボックスはSignal properties ダイヤログ内の[Analog Props]ボタンを 　　クリックして開かれる、[Analog Properties] ダイヤログ内にあります。 　二つ目の信号、RealRadix_AnalogSlanted,はそれぞれのセグメントにアナログ値をよういて、PWL形式（折れ線状）に描画していることを表しています。三つ目の信号、RealRadix_AnalogStraight,はそれぞれのセグメントにアナログ値をよういて、階段形式に描画していること表しています。 　アナログ信号の表示方法 アナログ信号はPWL形式、または、階段形式で描画することができます。デフォルトではPWL形式になっていますが、 Signal properties ダイヤログ内上部の[Analog Props]ボタンをクリックして開かれる、[Analog　Properties]ダイヤログ内の[Use Straight Edges] ボックスにチェックを入れることによって階段形式に変更することができます。 　HDLシュミレーターへのアナログ信号のエクスポート アナログ信号が分割的なシュミレーター、例えばVHDLやVerilogにエクスポートされる際はアナログシグナルは必ず階段形式でなくてはなりません。（分割的シュミレーターは絶対値の傾斜をモデルすることはできませんので、傾斜は概算の階段形式になります。）ですからエクスポートされるアナログ信号はPWL形式、階段形式どちらであっても階段形式としてエクスポートされます。 　Spiceへのアナログ信号のエクスポート アナログ信号がSpiceにエクスポートされる際は、[Analog　Properties]ダイヤログ内の[Use Straight Edges] ボックスにチェックが入っているかどうかでPWL、または概算の階段形式でエクスポートされます。階段形式はそれぞれが描画しているポイントの後に、Spiceステートに追加されたポイントによって直ちに概算されます。 注）デジタル信号はいつでもPWLステートを使った擬似的な階段形式としてエクスポートされます。　

3 表示サイズの変更と最小/最大値の指定 振幅の表示サイズの拡大はSignal properties Size Ratio1
通常のサイズは1で、2なら二倍、3なら三倍と 大きくなります。 Size Ratio1 Size Ratio3 実際のmin,max 値はSignal properties ダイヤログ内上部の[Analog Props]ボタンを クリックして開かれる、[Analog Properties] ダイヤログ内のLogic High Voltage: と Logic Low Voltageに入力します。

4 マウス操作による アナログ信号の描画 まず新しいシグナルを加え、5つのvalid segments描きます。
Signal properties ダイヤログを開き、 [Radix:プルダウンボックス]からrealを選びます。 [Label Eqn ボックス]に 1.5,1,5,4.5,4.5,0 と入力し [Label Eqn]ボタンをクリックすします。 Analog Displayチェックボックスにチェックをし、 Size Ratio:ボックスに3を入力します。 [OK]または[Apply]をクリックします。 下図はAnalog Displayチェックボックスが、チェックされる前と後の波形を表しています。 　ここでは使用していませんが、 Signal properties ダイヤログの[Analog Props]ボタンをクリックしAnalog Properties ダイヤログ開き、ダイヤログ内のUse Straight Edge ラジオボタンにチェックを入れることによって垂直エッジの波形を描くことができます。 前 後

5 ステップシグナルの描画 （アナログ→ステップ）
・ドラッグ&ドロップによる変更 エッジをクリックしてセグメントの始点または終点までドラッグします。 (下図ではセグメント終点のエッジから始点へドラッグしています。） もうひとつのエッジも同じように折りたたみます。 ステップ（階段状）へ変更できました。

6 ステップシグナルの描画２ （アナログ→ステップ）
・[Use Straight Edge]ボタンを使っての変更 Signal properties ダイヤログ内上部の[Analog Props]ボタンを クリックして開かれる、[Analog Properties]ダイヤログ内の [Use Straight Edge]ボタンをチェックすることよって波形を PWL形式からステップ形式(階段状)に変更できます。 ステップ（階段状）へ変更できました。

7 ランプシグナルの描写 新しい信号を追加してSignal properties ダイヤログを開きます。
Size Ratioボックスに3を入力します。（波形を見やすくするため） Label Eqn ボックスに Ramp(0,5,150,40)と 入力しLabel Eqn ボタンクリックします。 この式は0ボルトからスタート、5ボルトランプアップ、 終点が150ns,40ポイント（セグメント）を意味します。 図１のような波形が生成されます。 図１ さらにLabel Eqn ボックスに、Ramp(5,0,150,40)入力しLabel Eqn ボタンクリックすると 図２のようなランプ波形になります。 図2

8 サイン波形の生成 サインシグナルは三つの機能、SinStart,Sin,SinEndから生成され、
それぞれ振幅の増幅過程、安定、減少過程を意味しています。 新しい信号を追加しSignal properties ダイヤログを開きます。Label Eqn ボックスに SinStart(5,20,100)と入力します。これは、このサイン波形が振幅が5回,20ns周期で 100nsでその周期まで達すること意味します。 Label Eqn ボタンをクリックしてサイン波形を生成します。 下図ような波形が生成されます。 次にLabel Eqn ボックスにSin(5,20,100)を入力し生成すると波形が持続されます。 さらにLabel Eqn ボックスにSinEnd(5,20,100)入力し生成すると波形が減少します。

9 キャパシタ充放電波形描画 新しい信号を追加してSignal properties ダイヤログを開きます。
　*Analog Property設定でLow-Hiは0-5v　と仮定 １）充電波形：Label Eqn ボックスにCapCharge(5,10,50)と入力します。 　　これは充電電圧が5v,時定数20nsの現象を50nsプロットするということ意味しています。 　　Label Eqn ボタンをクリックして波形を生成します。尚、50nsは時定数の5倍なので、 　　充電電圧の99.3%に達する事になります。 下図のような波形が描かれます。 ２）　定電圧波形：50ns-100ns間 Hi　（=5v：Analog Propertyで設定）の描画をを加えます。 ３）放電波形：次にLabel Eqn ボックスにCapDischarge(5,10,50)と入力し生成します。 　　これは充電電圧が5v、時定数10nsの放電現象を50nsプロットするという意味です。 下図のような赤線部分の波形が足されて描かれます。

10 アナログデータのインポート 　SPICEシミュレータ(HSpice, PSpice,…)、Mathematica、MATLABなどから 　　CSDF（Common Simulation Data Format）形式のアナログ・データ 　アジレント社のオシロスコープ「Agilent Infiniiumシリーズ」の 　　データ・ファイル

11 Agilent Infiniium オシロスコープ 観測データのインポート
　データファイルのインポート例 Type: raw Points: Count: XInc: E-09 XOrg: E-07 XRef: YData range: E+00 YData center: E+00 Coupling: DC XRange: E-07 XOffset: E-07 YRange: E+00 YOffset: E+00 Date: JUN 2000 Time: :21:24:21 Frame: A:US Acq mode: real time ～～～～～～～～～～～～～～～ 生成されたアナログ波形

12 Spiceデータのインポート ・Spice データのインポート例
メニュ[Import/Export]＞[ImportTimingDiagramFrom]でダイアログを開きます。 [ファイルの種類]プルダウンメニューからファイルの種類Spice-(*.csd,*.tr0)を選び、 任意のCSDFファイルを選択しタイミングダイアグラム上に開きます。 SOURCE='HSPICE' VERSION='97.2 ' TITLE='$ autoselect mini mode' SERIALNO='97.2 ' TIME='15:38:24' DATE='102/04/3' ANALYSIS='TR' TEMPERATURE=' E+01' SWEEPVAR='TIME' SWEEPMODE='VAR_STEP' COMPLEXVALUES='NO' FORMAT='1 VOLTSorAMPS;EFLOAT' XBEGIN=' E+00' XEND=' E-06' NODES=' 8' #N 'V(frosc)' 'V(posc)' 'V(vcc)' 'V(vss)' 'I(vcc)' 'I(vss)' 'I(vfrosc)' 'I(vposc)' #C #C e e e e e-07 ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～ #C e e #; 取り込まれたされたアナログ波形

13 SPICEコードへのエクスポート メニュー[Import/Export]＞[Export Timing DiagramAs…]選び、
開いたダイアログの[ファイルの種類]プルダウンメニューからエクスポートする ファイルフォーマット(Hspice source (*.Cir),Pspice source(*.fst) など）を選び 保存します。 信号波形はPWL（Piece Wise Linear）形式を用いてモデル化され、クロック信号は PULSEステートメントを用いてモデル化されます。どのようなSpiceでも利用可能です。 *Spice signals generated by WaveFormer 32 *Spice signals generated by The Timing Diagrammer VSIG0 $SIG0 0 PWL( + 0ps 2.5V + 0ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ps 5V ps 0V ～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

14 SpiceアナログPWLの生成 ・Spiceアナログコードの生成例
　WaveFormer Proは、タイミング・ダイヤグラムをアナログSPICEコードへエクスポートする 機能を持ちます。これはWaveperlスクリプトにより実現しています。信号波形はPWL （PieceWise Linear）を用いてモデル化されます。クロック信号はPULSEステートメントを用いて モデル化されます。 ・Spiceアナログコードの生成例 上記波形をアナログSPICEテストベンチとしてエクスポート *Spice signals generated by WaveFormer 32 *Spice signals generated by The Timing Diagrammer VSIG0 $SIG0 0 PWL( + 0ps 2.5V + 0ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ～～～～～～～～～～～～～～～ *Spice signals generated by WaveFormer 32 *Spice signals generated by The Timing Diagrammer VSIG0 $SIG0 0 PWL( + 0ps 2.5V + 0ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ) VSIG1 $SIG1 0 PWL( ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ps 5V ps 0V ps 0V ps 5V ps 5V ps 0V VCLK0 $CLK0 0 PULSE( 0V 5V0ps 100ps 100ps 50000ps ps VCLK1 $CLK1 0 PULSE( 5V 0V0ps 100ps 100ps 10000ps 50000ps

15 Spiceデジタル・データの生成 ・Spiceデジタルコードの生成例
　WaveFormerは タイミング・ダイヤグラムをデジタルSPICEコードへエクスポートする 機能を持ちます。アナログ信号と異なり値は0-1です。 ・Spiceデジタルコードの生成例 上記波形をデジタルSPICEテストベンチとしてエクスポート USIG0 STIM(1,1) $G_DPWR $G_DGND SIG0 IO_STM + 0ps 1 ps 0 ps 1 ps 0 ps 1 USIG1 STIM(1,1) $G_DPWR $G_DGND SIG1 IO_STM + 0ps 1 ps 0 ps 1 ps 0 ps 1 ～～～～～～～～～～～～～～～ ～～～～～ USIG0 STIM(1,1) $G_DPWR $G_DGND SIG0 IO_STM + 0ps 1 ps 0 ps 1 ps 0 ps 1 USIG1 STIM(1,1) $G_DPWR $G_DGND SIG1 IO_STM ps 0 ps 1 ps 0 ps 1 ps 0 ps 1 ps 0 UCLK0 STIM(1,1) $G_DPWR $G_DGND CLK0 IO_STM + 0ps 0 + +0ps 1 REPEAT FOREVER ps 0 ps 1 ENDREPEAT UCLK1 STIM(1,1) $G_DPWR $G_DGND CLK1 IO_STM + +0ps 0 ps 1 ps 0

16 InterLink 有限会社 インターリンク
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