1.2 Моделирование цифровых устройств и разработка плис в

системе OrCAD

В версиях OrCAD 7.x в модель OrCAD Express входил редактор проектов Capture и программы синтеза ПЛИС и моделирования цифровых устройств. Начиная с версии OrCAD 9.0 модуль OrCAD Capture поставляется отдельно, обеспечивая создание всех типов проектов с помощью принципиальных схем и/или текстового VHDL-описания. Команды синтеза ПЛИС вызываются из менеджера проектов модуля OrCAD Capture. Программа моделирования цифровых устройств реализована в виде программы Simulate.exe.

ПЛИС типа CPLD и FPGA фирм Actel, Altera, Lattice, Lucent, Philips, Vantis, Xilinx и др. (таблица 1) синтезируется с помощью соответствующих программ типа MAX + Plus фирм, производящих ПЛИС, которые не входят в состав OrCAD Express и поставляются отдельно. С помощью OrCAD Capture можно лишь составить схемное или текстовое описание проекта (с помощью библиотек *.olb, *.vhd), а с помощью OrCAD Express выполняется лишь подготовка к синтезу ПЛИС и производится обмен данными со специализированными программами синтеза.

Самостоятельно с помощью OrCAD Express выполняется синтез лишь простых ПЛИС (Simple PLD, SPLD). По терминологии OrCAD Express к простым относятся ПЛИС типа EP1800, EP180C, EP1830, EP310, EP910C, GAL16V8, PAL10H8,PAL20x8C, PEEL22CV10z, PHD48N22, PROM8KB8.

Существуют две версии программы: OrCAD Express Plus и OrCAD Express.

Версия OrCAD Express Plus по сравнению с OrCAD Express обеспечивает возможность синтеза ПЛИС с учётом временных ограничений (timing-driven synthesis option) и имеет более широкую номенклатуру ПЛИС (ORCA 3C фирмы Lucent Semiconductor и Xilinx SPARTAN фирмы Xilinx). Кроме того, Express Plus обеспечивает дополнительные возможности синтеза ПЛИС (Register Transfer Level, RTL), используемых при синтезе сложных FPGA, содержащих более 100 тысяч вентилей.

Компиляция описания ПЛИС в OrCAD состоит из двух процессов: синтеза и оптимизации.

Процедура логического синтеза заключается в составлении списка соединений проекта на основании составленной принципиальной схемы и VHDL-описаний. Этот список соединений затем передаётся в программы размещения и трассировки кристалла ПЛИС. Процедура оптимизации заключается в преобразовании списка соединений для

упрощения его физической реализации в виде ПЛИС выбранного типа с учётом ряда ограничений, задаваемых пользователем.

Таблица 1.1 – Перечень ПЛИС

Семейство ПЛИС	Фирма-производитель	Название пакета программ для разработки ПЛИС
1	2	3
ACT1	Actel	Actel Designer Series
ACT2
ACT3
1200XL
3200DX
40MX
42MX
54SX
MAX5	Altera	MAX+Plus II
MAX7
MAX9
FLEX6
FLEX8
FLEX10
ispLSI	Lattice	Lattice pDS+
ORCA2 или 2A	Lucent	Lucent ORCA Foundry
ORCA 3C/3T
XPLA	Philips	Philips XPLA
MACH
Vantis
Vantis MACH-XL

Продолжение таблицы 1.1

1	2	3
XC3x00A/L	Xilinx M1	XACTStep Series
XC4000E
XC4000EX
XC4000XL
XC5200
XC9500
Spartan
SpartanXL
Virtex
XC3000	Xilinx-XACT5	XACTStep Series
XC4000
XC4000E
XC5200
XC7200
XC7300
XC900
GAL/PAL/PROM	Простые ПЛИС	OrCAD Express

При оптимизации уравнений проекта стараются обеспечить достижение экстремумов двух целевых функций: уменьшение геометрических размеров кристалла и повышение его быстродействия. Оптимизация сложных ПЛИС производится с помощью программы Leonardo Spectrum фирмы Exemplar Logic, оптимизация простых ПЛИС выполняется с помощью модуля OrCAD Express. Для уменьшения количества вариантов реализации ПЛИС при выполнении процедуры оптимизации проекта принимаются во внимание требования, задаваемые пользователем.