Ansätze

Hybride Mikrosysteme

Hybride Mikrosysteme bestehen im Allgemeinen aus einer elektronischen Schaltung, die mit nicht-elektronischen Komponenten interagiert. Durch die Interaktion ist es wünschenswert oder auch vielfach sogar erforderlich das Gesamtsystem zu modellieren und zu simulieren.

Abbildung 1: Aufbau hybrider Mikrosysteme.

Simulatorkopplung

Prinzipiell existieren zwei Ansätze für die Simulation kompletter Systeme, mit spezifischen Vor- und Nachteilen. Zum einen können einzelne Komponenten einer bestimmten Domäne in den dafür speziell entwickelten Sprachen modelliert werden um diese in den Aufgabenspezifischen Simulatoren zu verwenden. Sollen hybride Mikrosysteme in ihrer Gesamtheit Domänenübergreifend simuliert werden, ist eine Simulatorkopplung notwendig.

Modelltransfer

Bei einem Modelltransfer werden die Modelle eines Simulators in ein Format überführt, welches ein anderer Simulator akzeptiert. Bei Mikrosystemen, die einen hohen Anteil Elektronik besitzen und nur einen relativ kleinedddddicht-elektronischen Anteil, bietet sich die Simulation im Schaltungssimulator an. Die nicht-elektronischen Komponenten werden gewöhnlich mit Hilfe von FEM oder CFD Simulationen Entworfen. Mit Ordnungsreduktionsverfahren können diese Modelle Schaltungssimulatoren zugänglich gemacht werden, sodaß heterogene Systeme von einem einzigen Simulator behandelt werden können.

In diesem Projekt sollen beide Ansätze verfolgt werden.

Abbildung 2: Schnittstellen, über die entweder der Modelltransfer oder die Simulatorkopplung bewerkstelligt wird.

Mit modernen Hardwarebeschreibungssprachen wie VHDL-AMS oder Verilog-AMS können hybride Mikrosysteme inklusiver all ihrer Domänen ausreichend genau modelliert werden. Wählt man zudem eine standarisierte Hardwarebeschreibungssprache, ist das Modell werkzeugunabhängig in Schaltungssimulatoren lauffähig. Beinhaltet das Mikrosystem einen Mikrocontroller, kann  die Software des Mikrocontrollers über eine Schnittstelle zwischen Schaltungssimulator und Befehlssatzsimulator mit einbezogen werden.

Abbildung 3: Fähigkeiten moderner Hardwarebeschreibungssprachen.

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