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Start Your Engines: AMS Designerのローパワー・ミックスシグナル・シミュレーションにおける２つの重要なコンポーネント

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Cadence® Spectre® AMS Designer は、高いパフォーマンスのミックスシグナル・シミュレーション・システムです。複数エンジンの使用や、さまざまなプラットフォームから実行できる機能により、ミックスシグナル・デザイン検証を「活性化」し、市場競争でチェッカーフラッグを受けることができます。Start Your Enginesブログ・シリーズは、シミュレーションのパフォーマンスをチューンアップし、生産性向上に役立つヒントと洞察を提供します。

ローパワー・フォーマットであるCPF/UPF/IEEE1801は、デジタル・シミュレーションの世界では10年以上前から普及しています。現在では、ミックスシグナル・シミュレーションでも一般的に使用されています。

パワーシャットオフ、ダイナミックなドメイン電圧、アイソレーション、レベルシフタなどの重要な技術のほかに、ローパワー・ミックスシグナル・シミュレーション向けの２つの重要なコンポーネントがあります。パワーアウェアなコネクトモジュールとミックスシグナル・パワーネットワークです。

これらはどのようなものでしょうか？図を使って説明させてください。

パワーアウェアなコネクトモジュール

 

この図は、パワーアウェアなコネクトモジュール (L2E_LPS) がどのようにパワーアウェアなデジタル信号をアナログ信号に変換するかを示しています。ローパワー・ミックスシグナル・シミュレーションでは、デジタル・ブロック (たとえば、ここでは digital_A) は通常、パワードメイン (PD1) に定義され、その電源電圧と電源の状態はIEEE1801などのローパワー・フォーマットに記述されます。この例に示されたIEEE1801ファイルでは、このブロックに対してVDD1とVDD2の２つの電源が記述されています。そのファイルには暗黙的なスイッチセルも記述されていて、２つの電源をダイナミックに切り替えます。L2E_LPSコネクトモジュールはダイナミックな切り替えを認識するので、ロジック信号からアナログへの変換で正しい参照電圧が使われます。たとえば、ロジック 1’b1がアナログに変換されるときに、同時にVDD1から1.8Vの電源がdigital_Aに供給されます。すると、logic 1’b1 は1.8Vに変換されます。次に1’b1が再度変換されるときに今度はVDD2からdigital_A に1.2Vが供給されると、1’b1は1.2Vに変換されます。

ローパワー・ミックスシグナル・パワーネットワーク

この図は、ミックスシグナル・シミュレーションで、ローパワー・ミックスシグナル・パワーネットワークがどのように動作するかを示しています。大規模SoCデザインでは、通常はパワーインテントとパワーネットワークはデザイン構成とは独立していて、ほとんどはIEEE1801などのローパワー・フォーマットに定義され設計されています。SoCがミックスシグナルのシナリオで構成されるとき、パワーネットワークはネイティブにアナログとデジタル両方の電源に接続する必要があり、アナログとデジタル両方の機能ブロックにパワーを分配できるようにすべきです。たとえば上図では、Power_Supplyモジュールは電気的にモデリングされたブロックで、そのポートは電気的な信号を供給します。このモジュールは黄色で示した部分のパワーネットワークに接続し、そしてスイッチセルを持つその電源はanalog_Aとdigital_B両方のブロックにパワーを分配する必要があります。電源電圧の静的な値だけでなく過渡的な変化も、analog_Aとdigital_Bの電源ポートに反映させなければなりません。この場合、どのブロックがアナログまたはデジタルであるかに関わらず、ミックスシグナル・シミュレーションは正しく実行可能です。

その他のローパワー機能と組み合わせて、パワーアウェアなコネクトモジュールとローパワー・ミックスシグナル・パワーネットワークは、設計者がローパワーの仕様を持つミックスシグナルの構成を効果的に確立するのに役立ちます。

詳細な使用方法と例題は、ローパワー・ミックスシグナル・シミュレーションRAK : Verification of the Power Intent of a Mixed Signal SoC (英語版, 日本語版) をご参照ください。

~ Qingyu Lin

Translator: Haruko Tadokoro

関連リソース

Cadenceの回路設計プロダクトとサービスの詳細については、www.cadence.comをご参照ください。

Start Your Enginesについて

Start Your Enginesシリーズは、AMSDの新機能、既存機能を使った作業改善などのさまざまなトピックスについて、アナログ／ミックスシグナルの主題に関するエキスパートからのブログ投稿を紹介します。このシリーズの新しいブログについて通知を受け取るには、Subscriptions ボックスにEmail アドレスを入力してください。