Cadence社 Signal Processing Workbench (SPW)のセットアップ

琉球大学・工学部・情報工学科　教授　ファイヤー和田

私を呼ぶ時は、大きい声で「ファイヤー先生！」、「ファイヤー和田先生！」、「和田さん！」と呼んでください！

０）質問など

• 本年に初めてこの内容の講義を開始したので、気楽に自由に質問をしてください。

  講義の技術内容に関する質問：　ファイヤー和田まで　wada@ie.u-ryukyu.ac.jp

  SPWの環境設定やツールの使用法やトラブルに関する質問：　

  　　ファイヤ和田研　金田（M2)、前原（M2) wada-lab@boss.lsi.ie.u-ryukyu.ac.jp

１）この講義で取り扱う内容

• SPWはデジタル信号処理設計ツールであるが、本講義ではVHDLのようなハードウエア記述言語を知っているデジタル設計者に対してSPWを使った回路図を絵で書くことによる設計手法を教える。
• 但し、NANDなどの低レベルの部品を使うのではなく、VHDLのようなハードウエア記述言語をそのまま回路図にすることを行う。したがって、効率がよく、設計データの再利用がしやすく、特に信号処理のような複雑なデジタルシステム設計で威力を発揮する。
• 複雑なデジタル信号処理システムもSPWで設計可能であり、本講義は信号処理設計のLSIやFPGAの実現化の最短距離の設計方法を習得することを目的とする。

２）本日の内容

• SPWはnirai上で使用するツールである。Xウインドウベースのツールであり、各自のPC等からniraiにリモートログインしSPWを使用する。niraiからのディスプレイ表示を各自のPC等に表示する必要がある。
• 本日はSPWでカウンター（０からある数字までの値を数える回路）を設計し、その出力波形をシミュレーションしてモニターする例題の実習をして、SPWになれる

３）環境設定（１）

• niraiにリモートログインして、nirai上での環境設定を行う
  
  nirai> source /ext1/cad/cadence.cshrc
  を実行する。次回以降有効になるように.cshrcに加える。
  ※LOCALEでエラーが出るようであれば、
  nirai> setenv LANG C
  nirai> unsetenv LC_CTYPE
  を試してみる。
  
• nirai上で自分の設計データを入れるディレクトリを作成する

  nirai> mkdir ~/spw/digsys/
  

• nirai上でウインドウ表示させるパラメータを設定

nirai> setenv DISPLAY ??????????:0.0

• 自分のPC上でniraiからの表示を許可する

  my_pc> xhost +

４）SPWの起動

• nirai上でSPWを起動する

  nirai> spw
  

• 以下のような File Managerメニューが起動すればOK

５）自分が使うディレクトリに短い名前をつける

• SPWでは自分が使うディレクトリに短い名前を付けて、それを LIBRARY NAMEという
• nirai上の ~/spwfiles/cds.lib なるファイルに以下の一行を書き込む

  DEFINE digsys /home/????/spw/digsys
  

• 以下にファイヤー和田のcds.libを示す

• SPWでは　LIB_NAME/DESIGN_NAME.FILE_TYPEでファイルを示す

６）カウンター回路の設計

• File ManagerメニューのBDEボタンを押して、回路図作成のエディターBlock Diagram Editor （BDE)を起動する
• 結果的に下記のような回路図を作成する

  左のブロックが４ビットの０から１５を数えるカウンターであり、右側がその出力波形をファイルに落とすブロックである。

1. カウンターブロックを置く
   • メニューの Add>Blockで回路図ブロックを選択する。多数あるが、本講義では>Blocks>HDS>の中にあるものを使用する。
   • ダブルクリックして選択してゆき、>Blocks>HDS>Control>Counterを選択し、図のように置く。
   • 以下のようなメニューで回路ブロックを選択できる。

   

   　

2. 同様に>Blocks>HDS>Simulation I/O>Sinkを選び、図のように置く
   • Library/Fileはシミュレーションの出力波形を置く、ライブラリ（ディレクトリ名）とファイル名を示すので、
     'digsys/contout' と必ずする
     
3. Add>Wireで図のように結線する。
4. File>Save Asにより以下の名前で設計図を保存する

   New Filename  digsys/counter.detail
   
   

   digsysはディレクトリを示し、
   counterは回路図の名前、
   回路図では必ずdetailとする。

BDEでのコツ

1. マウス右ボタンで、メニューが出る！グリッドON/OFFなど試すべし！
2. メニュー右上のHELPのドキュメントで英語のドキュメント（マニュアル）がみれる
3. メニュー右上のHELPのOn Contextにして、BDE上の部品（ブロック）をクリックすると、
   ブロックの詳細がわかる

７）シミュレーションで動作を確かめる

1. Tools>Simulation Manager...　によりシミュレーションマネージャ（シミュレーションを流す設定をするウインドウ）を起動する。

Number of Sample （シミュレーションクロックサイクル数）に1000を設定して、STARTボタンを押す

うまく動作すれば、最後にSuccessと表示される

2. 波形表示ツール（SigCalc）ボタンを押して、波形表示画面を立ち上げる
   波形選択ウインドウでOKを押す
3. 以下のような波形が表示される
   

SigCalcでのコツ

1. S1ボタンを押して波形をすべて選択して、View>Selected Rangeで全てを表示
2. 波形の好きな部分をドラッグして、View>Selected Rangeでその部分を拡大
3. S1ボタンを押して、波形をすべて選択して、Edit Propertiesで波形の表示方法を変更
   Interporated -> Numericにすると値が表示される等

（実習）

• countrを０から３１まで数えるものに変更して、波形を表示させる

以上

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