Branch data Line data Source code
1 : : /*
2 : : * binarytogrey4bit.core.cpp - device implementations for binarytogrey4bit module
3 : : *
4 : : * This is free software; you can redistribute it and/or modify
5 : : * it under the terms of the GNU General Public License as published by
6 : : * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
7 : : * any later version.
8 : : *
9 : : */
10 : :
11 : : #if HAVE_CONFIG_H
12 : : #include <config.h>
13 : : #endif
14 : :
15 : : #include "binarytogrey4bit.analogfunction.h"
16 : : #include "component.h"
17 : : #include "device.h"
18 : : #include "binarytogrey4bit.core.h"
19 : :
20 : : #ifndef CIR_binarytogrey4bit
21 : : #define CIR_binarytogrey4bit -1
22 : : #endif
23 : :
24 : : // external nodes
25 : : #define B0 0
26 : : #define B1 1
27 : : #define B2 2
28 : : #define B3 3
29 : : #define G3 4
30 : : #define G2 5
31 : : #define G1 6
32 : : #define G0 7
33 : : // internal nodes
34 : : #define G0n1 8
35 : : #define G0n2 9
36 : : #define G1n1 10
37 : : #define G1n2 11
38 : : #define G2n1 12
39 : : #define G2n2 13
40 : : #define G3n1 14
41 : : #define G3n2 15
42 : :
43 : : // useful macro definitions
44 : : #define NP(node) real (getV (node))
45 : : #define BP(pnode,nnode) (NP(pnode) - NP(nnode))
46 : : #define _load_static_residual2(pnode,nnode,current)\
47 : : _rhs[pnode] -= current;\
48 : : _rhs[nnode] += current;
49 : : #define _load_static_augmented_residual2(pnode,nnode,current)\
50 : : _rhs[pnode] -= current;\
51 : : _rhs[nnode] += current;
52 : : #define _load_static_residual1(node,current)\
53 : : _rhs[node] -= current;
54 : : #define _load_static_augmented_residual1(node,current)\
55 : : _rhs[node] -= current;
56 : : #define _load_static_jacobian4(pnode,nnode,vpnode,vnnode,conductance)\
57 : : _jstat[pnode][vpnode] += conductance;\
58 : : _jstat[nnode][vnnode] += conductance;\
59 : : _jstat[pnode][vnnode] -= conductance;\
60 : : _jstat[nnode][vpnode] -= conductance;\
61 : : if (doHB) {\
62 : : _ghs[pnode] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
63 : : _ghs[nnode] -= conductance * BP(vpnode,vnnode);\
64 : : } else {\
65 : : _rhs[pnode] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
66 : : _rhs[nnode] -= conductance * BP(vpnode,vnnode);\
67 : : }
68 : : #define _load_static_jacobian2p(node,vpnode,vnnode,conductance)\
69 : : _jstat[node][vpnode] += conductance;\
70 : : _jstat[node][vnnode] -= conductance;\
71 : : if (doHB) {\
72 : : _ghs[node] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
73 : : } else {\
74 : : _rhs[node] += conductance * BP(vpnode,vnnode);\
75 : : }
76 : : #define _load_static_jacobian2s(pnode,nnode,node,conductance)\
77 : : _jstat[pnode][node] += conductance;\
78 : : _jstat[nnode][node] -= conductance;\
79 : : if (doHB) {\
80 : : _ghs[pnode] += conductance * NP(node);\
81 : : _ghs[nnode] -= conductance * NP(node);\
82 : : } else {\
83 : : _rhs[pnode] += conductance * NP(node);\
84 : : _rhs[nnode] -= conductance * NP(node);\
85 : : }
86 : : #define _load_static_jacobian1(node,vnode,conductance)\
87 : : _jstat[node][vnode] += conductance;\
88 : : if (doHB) {\
89 : : _ghs[node] += conductance * NP(vnode);\
90 : : } else {\
91 : : _rhs[node] += conductance * NP(vnode);\
92 : : }
93 : : #define _load_dynamic_residual2(pnode,nnode,charge)\
94 : : if (doTR) _charges[pnode][nnode] += charge;\
95 : : if (doHB) {\
96 : : _qhs[pnode] -= charge;\
97 : : _qhs[nnode] += charge;\
98 : : }
99 : : #define _load_dynamic_residual1(node,charge)\
100 : : if (doTR) _charges[node][node] += charge;\
101 : : if (doHB) {\
102 : : _qhs[node] -= charge;\
103 : : }
104 : : #define _load_dynamic_jacobian4(pnode,nnode,vpnode,vnnode,capacitance)\
105 : : if (doAC) {\
106 : : _jdyna[pnode][vpnode] += capacitance;\
107 : : _jdyna[nnode][vnnode] += capacitance;\
108 : : _jdyna[pnode][vnnode] -= capacitance;\
109 : : _jdyna[nnode][vpnode] -= capacitance;\
110 : : }\
111 : : if (doTR) {\
112 : : _caps[pnode][nnode][vpnode][vnnode] += capacitance;\
113 : : }\
114 : : if (doHB) {\
115 : : _chs[pnode] += capacitance * BP(vpnode,vnnode);\
116 : : _chs[nnode] -= capacitance * BP(vpnode,vnnode);\
117 : : }
118 : : #define _load_dynamic_jacobian2s(pnode,nnode,vnode,capacitance)\
119 : : if (doAC) {\
120 : : _jdyna[pnode][vnode] += capacitance;\
121 : : _jdyna[nnode][vnode] -= capacitance;\
122 : : }\
123 : : if (doTR) {\
124 : : _caps[pnode][nnode][vnode][vnode] += capacitance;\
125 : : }\
126 : : if (doHB) {\
127 : : _chs[pnode] += capacitance * NP(vnode);\
128 : : _chs[nnode] -= capacitance * NP(vnode);\
129 : : }
130 : : #define _load_dynamic_jacobian2p(node,vpnode,vnnode,capacitance)\
131 : : if (doAC) {\
132 : : _jdyna[node][vpnode] += capacitance;\
133 : : _jdyna[node][vnnode] -= capacitance;\
134 : : }\
135 : : if (doTR) {\
136 : : _caps[node][node][vpnode][vnnode] += capacitance;\
137 : : }\
138 : : if (doHB) {\
139 : : _chs[node] += capacitance * BP(vpnode,vnnode);\
140 : : }
141 : : #define _load_dynamic_jacobian1(node,vnode,capacitance)\
142 : : if (doAC) {\
143 : : _jdyna[node][vnode] += capacitance;\
144 : : }\
145 : : if (doTR) {\
146 : : _caps[node][node][vnode][vnode] += capacitance;\
147 : : }\
148 : : if (doHB) {\
149 : : _chs[node] += capacitance * NP(vnode);\
150 : : }
151 : :
152 : : #define _save_whitenoise1(n1,pwr,type)\
153 : : _white_pwr[n1][n1] += pwr;
154 : : #define _save_whitenoise2(n1,n2,pwr,type)\
155 : : _white_pwr[n1][n2] += pwr;
156 : : #define _save_flickernoise1(n1,pwr,exp,type)\
157 : : _flicker_pwr[n1][n1] += pwr;\
158 : : _flicker_exp[n1][n1] += exp;
159 : : #define _save_flickernoise2(n1,n2,pwr,exp,type)\
160 : : _flicker_pwr[n1][n2] += pwr;\
161 : : _flicker_exp[n1][n2] += exp;
162 : : #define _load_whitenoise2(n1,n2,pwr)\
163 : : cy (n1,n2) -= pwr/kB/T0; cy (n2,n1) -= pwr/kB/T0;\
164 : : cy (n1,n1) += pwr/kB/T0; cy (n2,n2) += pwr/kB/T0;
165 : : #define _load_whitenoise1(n1,pwr)\
166 : : cy (n1,n1) += pwr/kB/T0;
167 : : #define _load_flickernoise2(n1,n2,pwr,exp)\
168 : : cy (n1,n2) -= pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;\
169 : : cy (n2,n1) -= pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;\
170 : : cy (n1,n1) += pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;\
171 : : cy (n2,n2) += pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;
172 : : #define _load_flickernoise1(n1,pwr,exp)\
173 : : cy (n1,n1) += pwr*pow(_freq,-exp)/kB/T0;
174 : :
175 : : // derivative helper macros
176 : : // transcendental LRM p. 59
177 : : #define m00_cos(v00,x) v00 = cos(x);
178 : : #define m10_cos(v10,v00,x) v10 = (-sin(x));
179 : : #define m00_sin(v00,x) v00 = sin(x);
180 : : #define m10_sin(v10,v00,x) v10 = (cos(x));
181 : : #define m00_tan(v00,x) v00 = tan(x);
182 : : #define m10_tan(v10,v00,x) v10 = (1.0/cos(x)/cos(x));
183 : : #define m00_cosh(v00,x) v00 = cosh(x);
184 : : #define m10_cosh(v10,v00,x) v10 = (sinh(x));
185 : : #define m00_sinh(v00,x) v00 = sinh(x);
186 : : #define m10_sinh(v10,v00,x) v10 = (cosh(x));
187 : : #define m00_tanh(v00,x) v00 = tanh(x);
188 : : #define m10_tanh(v10,v00,x) v10 = (1.0/cosh(x)/cosh(x));
189 : : #define m00_acos(v00,x) v00 = acos(x);
190 : : #define m10_acos(v10,v00,x) v10 = (-1.0/sqrt(1-x*x));
191 : : #define m00_asin(v00,x) v00 = asin(x);
192 : : #define m10_asin(v10,v00,x) v10 = (+1.0/sqrt(1-x*x));
193 : : #define m00_atan(v00,x) v00 = atan(x);
194 : : #define m10_atan(v10,v00,x) v10 = (+1.0/(1+x*x));
195 : : #define m00_hypot(v00,x,y) v00 = sqrt((x)*(x)+(y)*(y));
196 : : #define m10_hypot(v10,v00,x,y) v10 = (x)/(v00);
197 : : #define m11_hypot(v11,v00,x,y) v11 = (y)/(v00);
198 : : #define m00_atan2(v00,x,y) v00 = atan2(x,y);
199 : : // TODO atan2 derivatives ?
200 : : #define m00_acosh(v00,x) v00 = acosh(x);
201 : : #define m10_acosh(v10,v00,x) v10 = (1.0/(sqrt(x-1)*sqrt(x+1)));
202 : : #define m00_asinh(v00,x) v00 = asinh(x);
203 : : #define m10_asinh(v10,v00,x) v10 = (1.0/(sqrt(x*x+1)));
204 : : #define m00_atanh(v00,x) v00 = atanh(x);
205 : : #define m10_atanh(v10,v00,x) v10 = (1.0/(1-x*x));
206 : :
207 : :
208 : : // standard functions LRM p.58
209 : : #define m00_logE(v00,x) v00 = log(x);
210 : : #define m10_logE(v10,v00,x) v10 = (1.0/x);
211 : : #define m00_log10(v00,x) v00 = log10(x);
212 : : #define m10_log10(v10,v00,x) v10 = (1.0/x/M_LN10);
213 : : #define m00_exp(v00,x) v00 = exp(x);
214 : : #define m10_exp(v10,v00,x) v10 = v00;
215 : : #define m00_sqrt(v00,x) v00 = sqrt(x);
216 : : #define m10_sqrt(v10,v00,x) v10 = (0.5/v00);
217 : : #define m00_min(v00,x,y) v00 = ((x)<(y))?(x):(y);
218 : : #define m10_min(v10,v00,x,y) v10 = ((x)<(y))?1.0:0.0;
219 : : #define m11_min(v11,v00,x,y) v11 = ((x)<(y))?0.0:1.0;
220 : : #define m00_max(v00,x,y) v00 = ((x)>(y))?(x):(y);
221 : : #define m10_max(v10,v00,x,y) v10 = ((x)>(y))?1.0:0.0;
222 : : #define m11_max(v11,v00,x,y) v11 = ((x)>(y))?0.0:1.0;
223 : : #define m00_pow(v00,x,y) v00 = pow(x,y);
224 : : #define m10_pow(v10,v00,x,y) v10 = (x==0.0)?0.0:(v00)*(y)/(x);
225 : : #define m11_pow(v11,v00,x,y) v11 = (x==0.0)?0.0:(log(x)*(v00));
226 : : #define m00_abs(v00,x) v00 = ((x)<(0)?(-(x)):(x));
227 : : #define m10_abs(v10,v00,x) v10 = (((x)>=0)?(+1.0):(-1.0));
228 : : #define m00_floor(v00,x) v00 = floor(x);
229 : : #define m10_floor(v10,v00,x) v10 = 1.0;
230 : :
231 : : #define m00_ceil(v00,x) v00 = ceil(x);
232 : : // TODO ceil derivative, needed?
233 : :
234 : : // analog operator, LRM p.61
235 : : #define m00_limexp(v00,x) v00 = ((x)<80.0?exp(x):exp(80.0)*(x-79.0));
236 : : #define m10_limexp(v10,v00,x) v10 = ((x)<80.0?(v00):exp(80.0));
237 : :
238 : : // analog kernel parameter system functions, LRM p.215
239 : : #define m00_vt(x) (kBoverQ*(x))
240 : : #define m10_vt(x) (kBoverQ)
241 : :
242 : : // extra functions (?)
243 : : #define m00_div(v00,v10,x,y) double v10=1/(y); double v00=(x)*v10;
244 : : #define m10_div(v10,v00,vv,x,y)
245 : : #define m11_div(v11,v00,vv,x,y) double v11 = -v00*vv;
246 : : #define m00_mult(v00,v10,v11,x,y) double v10=(x); double v11=(y); double v00=v10*v11;
247 : : #define m00_add(v00,x,y) double v00=(x)+(y);
248 : :
249 : : // second derivatives
250 : : #define m20_logE(v00) (-1.0/v00/v00)
251 : : #define m20_exp(v00) exp(v00)
252 : : #define m20_limexp(v00) ((v00)<80.0?exp(v00):0.0)
253 : : #define m20_sqrt(v00) (-0.25/(v00)/sqrt(v00))
254 : : #define m20_abs(v00) 0.0
255 : : #define m20_pow(x,y) ((y)*((y)-1.0)*pow(x,y)/(x)/(x))
256 : :
257 : :
258 : : // simulator specific definitions
259 : : #define _modelname "binarytogrey4bit"
260 : : #define _instancename getName()
261 : : #define _circuit_temp (getPropertyDouble("Temp")+273.15)
262 : : #define _param_given(p) (isPropertyGiven(p)?1:0)
263 : :
264 : :
265 : : // $vt and $vt() functions
266 : : #define _vt_nom (kBoverQ*_circuit_temp)
267 : :
268 : : using namespace qucs::device;
269 : : using qucs::matrix;
270 : :
271 : : /* Device constructor. */
272 : 0 : binarytogrey4bit::binarytogrey4bit() : circuit (16)
273 : : {
274 : 0 : type = CIR_binarytogrey4bit;
275 : 0 : }
276 : :
277 : : /* Initialization of model. */
278 : 0 : void binarytogrey4bit::initModel (void)
279 : : {
280 : : // create internal nodes
281 : 0 : setInternalNode (G0n1, "G0n1");
282 : 0 : setInternalNode (G0n2, "G0n2");
283 : 0 : setInternalNode (G1n1, "G1n1");
284 : 0 : setInternalNode (G1n2, "G1n2");
285 : 0 : setInternalNode (G2n1, "G2n1");
286 : 0 : setInternalNode (G2n2, "G2n2");
287 : 0 : setInternalNode (G3n1, "G3n1");
288 : 0 : setInternalNode (G3n2, "G3n2");
289 : :
290 : : // get device model parameters
291 : 0 : loadVariables ();
292 : : // evaluate global model equations
293 : 0 : initializeModel ();
294 : : // evaluate initial step equations
295 : 0 : initialStep ();
296 : : // evaluate global instance equations
297 : 0 : initializeInstance ();
298 : 0 : }
299 : :
300 : : /* Initialization of DC analysis. */
301 : 0 : void binarytogrey4bit::initDC (void)
302 : : {
303 : 0 : allocMatrixMNA ();
304 : 0 : initModel ();
305 : 0 : pol = 1;
306 : 0 : restartDC ();
307 : 0 : doAC = 1;
308 : 0 : doTR = 0;
309 : 0 : doHB = 0;
310 : 0 : }
311 : :
312 : : /* Run when DC is restarted (fallback algorithms). */
313 : 0 : void binarytogrey4bit::restartDC (void)
314 : : {
315 : 0 : }
316 : :
317 : : /* Initialize Verilog-AMS code. */
318 : 0 : void binarytogrey4bit::initVerilog (void)
319 : : {
320 : : // initialization of noise variables
321 : :
322 : : int i1, i2, i3, i4;
323 : :
324 : : // zero charges
325 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
326 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
327 : 0 : _charges[i1][i2] = 0.0;
328 : : } }
329 : :
330 : : // zero capacitances
331 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
332 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
333 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 16; i3++) {
334 [ # # ]: 0 : for (i4 = 0; i4 < 16; i4++) {
335 : 0 : _caps[i1][i2][i3][i4] = 0.0;
336 : : } } } }
337 : :
338 : : // zero right hand side, static and dynamic jacobian
339 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
340 : 0 : _rhs[i1] = 0.0;
341 : 0 : _qhs[i1] = 0.0;
342 : 0 : _chs[i1] = 0.0;
343 : 0 : _ghs[i1] = 0.0;
344 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
345 : 0 : _jstat[i1][i2] = 0.0;
346 : 0 : _jdyna[i1][i2] = 0.0;
347 : : }
348 : : }
349 : 0 : }
350 : :
351 : : /* Load device model input parameters. */
352 : 0 : void binarytogrey4bit::loadVariables (void)
353 : : {
354 : 0 : TR = getPropertyDouble ("TR");
355 : 0 : Delay = getPropertyDouble ("Delay");
356 : 0 : }
357 : :
358 : : /* #define's for translated code */
359 : : #undef _DDT
360 : : #define _DDT(q) q
361 : : #define _DYNAMIC
362 : : #define _DERIVATE
363 : : #define _DDX
364 : : #define _DERIVATEFORDDX
365 : :
366 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in model initialization. */
367 : 0 : void binarytogrey4bit::initializeModel (void)
368 : : {
369 : : #if defined(_DYNAMIC)
370 : : #endif
371 : : {
372 : 0 : Rd=1e3;
373 : : #if defined(_DYNAMIC)
374 : 0 : Cd=((Delay*1.43)/Rd);
375 : : #endif
376 : : }
377 : 0 : }
378 : :
379 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in instance initialization. */
380 : 0 : void binarytogrey4bit::initializeInstance (void)
381 : : {
382 : 0 : }
383 : :
384 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in initial step. */
385 : 0 : void binarytogrey4bit::initialStep (void)
386 : : {
387 : 0 : }
388 : :
389 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in final step. */
390 : 0 : void binarytogrey4bit::finalStep (void)
391 : : {
392 : 0 : }
393 : :
394 : : /* Evaluate Verilog-AMS equations in analog block. */
395 : 0 : void binarytogrey4bit::calcVerilog (void)
396 : : {
397 : :
398 : : /* ----------------- evaluate verilog analog equations -------------------- */
399 : : double m3;
400 : : #if defined(_DERIVATE)
401 : : double m3_VB3_GND;
402 : : #endif
403 : : double m2;
404 : : #if defined(_DERIVATE)
405 : : double m2_VB2_GND;
406 : : double m2_VB3_GND;
407 : : #endif
408 : : double m1;
409 : : #if defined(_DERIVATE)
410 : : double m1_VB1_GND;
411 : : double m1_VB2_GND;
412 : : #endif
413 : : double m0;
414 : : #if defined(_DERIVATE)
415 : : double m0_VB0_GND;
416 : : double m0_VB1_GND;
417 : : #endif
418 : : #if defined(_DERIVATE)
419 [ # # ]: 0 : m0_VB0_GND=(((1-NP(B1)))+(-1.0)*NP(B1));
420 [ # # ]: 0 : m0_VB1_GND=((NP(B0)*(-1.0))+((1-NP(B0))));
421 : : #endif
422 [ # # ][ # # ]: 0 : m0=((NP(B0)*(1-NP(B1)))+((1-NP(B0))*NP(B1)));
[ # # ]
423 : : #if defined(_DERIVATE)
424 [ # # ]: 0 : m1_VB1_GND=(((1-NP(B2)))+(-1.0)*NP(B2));
425 [ # # ]: 0 : m1_VB2_GND=((NP(B1)*(-1.0))+((1-NP(B1))));
426 : : #endif
427 [ # # ][ # # ]: 0 : m1=((NP(B1)*(1-NP(B2)))+((1-NP(B1))*NP(B2)));
[ # # ]
428 : : #if defined(_DERIVATE)
429 [ # # ]: 0 : m2_VB2_GND=(((1-NP(B3)))+(-1.0)*NP(B3));
430 [ # # ]: 0 : m2_VB3_GND=((NP(B2)*(-1.0))+((1-NP(B2))));
431 : : #endif
432 [ # # ][ # # ]: 0 : m2=((NP(B2)*(1-NP(B3)))+((1-NP(B2))*NP(B3)));
[ # # ]
433 : : #if defined(_DERIVATE)
434 : 0 : m3_VB3_GND=1.0;
435 : : #endif
436 : 0 : m3=NP(B3);
437 : : {
438 : 0 : double m00_tanh(d00_tanh0,(TR*(m0-0.5)))
439 : : #if defined(_DERIVATE)
440 : 0 : double m10_tanh(d10_tanh0,d00_tanh0,(TR*(m0-0.5)))
441 : : #endif
442 : 0 : _load_static_residual1(G0n1,((-0.5)*(1+d00_tanh0)));
443 : : #if defined(_DERIVATE)
444 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G0n1,B1,((-0.5)*(TR*m0_VB1_GND)*d10_tanh0));
445 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G0n1,B0,((-0.5)*(TR*m0_VB0_GND)*d10_tanh0));
446 : : #endif
447 : : }
448 : 0 : _load_static_residual1(G0n1,NP(G0n1));
449 : : #if defined(_DERIVATE)
450 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G0n1,G0n1,1.0);
451 : : #endif
452 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(G0n1,G0n2,(BP(G0n1,G0n2)/Rd));
453 : : #if defined(_DERIVATE)
454 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(G0n1,G0n2,G0n1,G0n2,(1/Rd));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
455 : : #endif
456 : : #if defined(_DYNAMIC)
457 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_residual1(G0n2,_DDT((Cd*NP(G0n2))));
458 : : #if defined(_DERIVATE)
459 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_jacobian1(G0n2,G0n2,(Cd));
[ # # ]
460 : : #endif
461 : : #endif
462 : 0 : _load_static_residual1(G0,(-NP(G0n2)));
463 : : #if defined(_DERIVATE)
464 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G0,G0n2,(-1.0));
465 : : #endif
466 : 0 : _load_static_residual1(G0,NP(G0));
467 : : #if defined(_DERIVATE)
468 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G0,G0,1.0);
469 : : #endif
470 : : {
471 : 0 : double m00_tanh(d00_tanh0,(TR*(m1-0.5)))
472 : : #if defined(_DERIVATE)
473 : 0 : double m10_tanh(d10_tanh0,d00_tanh0,(TR*(m1-0.5)))
474 : : #endif
475 : 0 : _load_static_residual1(G1n1,((-0.5)*(1+d00_tanh0)));
476 : : #if defined(_DERIVATE)
477 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G1n1,B2,((-0.5)*(TR*m1_VB2_GND)*d10_tanh0));
478 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G1n1,B1,((-0.5)*(TR*m1_VB1_GND)*d10_tanh0));
479 : : #endif
480 : : }
481 : 0 : _load_static_residual1(G1n1,NP(G1n1));
482 : : #if defined(_DERIVATE)
483 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G1n1,G1n1,1.0);
484 : : #endif
485 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(G1n1,G1n2,(BP(G1n1,G1n2)/Rd));
486 : : #if defined(_DERIVATE)
487 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(G1n1,G1n2,G1n1,G1n2,(1/Rd));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
488 : : #endif
489 : : #if defined(_DYNAMIC)
490 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_residual1(G1n2,_DDT((Cd*NP(G1n2))));
491 : : #if defined(_DERIVATE)
492 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_jacobian1(G1n2,G1n2,(Cd));
[ # # ]
493 : : #endif
494 : : #endif
495 : 0 : _load_static_residual1(G1,(-NP(G1n2)));
496 : : #if defined(_DERIVATE)
497 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G1,G1n2,(-1.0));
498 : : #endif
499 : 0 : _load_static_residual1(G1,NP(G1));
500 : : #if defined(_DERIVATE)
501 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G1,G1,1.0);
502 : : #endif
503 : : {
504 : 0 : double m00_tanh(d00_tanh0,(TR*(m2-0.5)))
505 : : #if defined(_DERIVATE)
506 : 0 : double m10_tanh(d10_tanh0,d00_tanh0,(TR*(m2-0.5)))
507 : : #endif
508 : 0 : _load_static_residual1(G2n1,((-0.5)*(1+d00_tanh0)));
509 : : #if defined(_DERIVATE)
510 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G2n1,B3,((-0.5)*(TR*m2_VB3_GND)*d10_tanh0));
511 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G2n1,B2,((-0.5)*(TR*m2_VB2_GND)*d10_tanh0));
512 : : #endif
513 : : }
514 : 0 : _load_static_residual1(G2n1,NP(G2n1));
515 : : #if defined(_DERIVATE)
516 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G2n1,G2n1,1.0);
517 : : #endif
518 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(G2n1,G2n2,(BP(G2n1,G2n2)/Rd));
519 : : #if defined(_DERIVATE)
520 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(G2n1,G2n2,G2n1,G2n2,(1/Rd));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
521 : : #endif
522 : : #if defined(_DYNAMIC)
523 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_residual1(G2n2,_DDT((Cd*NP(G2n2))));
524 : : #if defined(_DERIVATE)
525 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_jacobian1(G2n2,G2n2,(Cd));
[ # # ]
526 : : #endif
527 : : #endif
528 : 0 : _load_static_residual1(G2,(-NP(G2n2)));
529 : : #if defined(_DERIVATE)
530 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G2,G2n2,(-1.0));
531 : : #endif
532 : 0 : _load_static_residual1(G2,NP(G2));
533 : : #if defined(_DERIVATE)
534 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G2,G2,1.0);
535 : : #endif
536 : : {
537 : 0 : double m00_tanh(d00_tanh0,(TR*(m3-0.5)))
538 : : #if defined(_DERIVATE)
539 : 0 : double m10_tanh(d10_tanh0,d00_tanh0,(TR*(m3-0.5)))
540 : : #endif
541 : 0 : _load_static_residual1(G3n1,((-0.5)*(1+d00_tanh0)));
542 : : #if defined(_DERIVATE)
543 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G3n1,B3,((-0.5)*(TR*m3_VB3_GND)*d10_tanh0));
544 : : #endif
545 : : }
546 : 0 : _load_static_residual1(G3n1,NP(G3n1));
547 : : #if defined(_DERIVATE)
548 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G3n1,G3n1,1.0);
549 : : #endif
550 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_residual2(G3n1,G3n2,(BP(G3n1,G3n2)/Rd));
551 : : #if defined(_DERIVATE)
552 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_static_jacobian4(G3n1,G3n2,G3n1,G3n2,(1/Rd));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
553 : : #endif
554 : : #if defined(_DYNAMIC)
555 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_residual1(G3n2,_DDT((Cd*NP(G3n2))));
556 : : #if defined(_DERIVATE)
557 [ # # ][ # # ]: 0 : _load_dynamic_jacobian1(G3n2,G3n2,(Cd));
[ # # ]
558 : : #endif
559 : : #endif
560 : 0 : _load_static_residual1(G3,(-NP(G3n2)));
561 : : #if defined(_DERIVATE)
562 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G3,G3n2,(-1.0));
563 : : #endif
564 : 0 : _load_static_residual1(G3,NP(G3));
565 : : #if defined(_DERIVATE)
566 [ # # ]: 0 : _load_static_jacobian1(G3,G3,1.0);
567 : : #endif
568 : :
569 : : /* ------------------ end of verilog analog equations --------------------- */
570 : :
571 : : /* ------------------ evaluate verilog noise equations -------------------- */
572 : :
573 : : /* ------------------- end of verilog noise equations --------------------- */
574 : 0 : }
575 : :
576 : : /* Perform DC iteration. */
577 : 0 : void binarytogrey4bit::calcDC (void)
578 : : {
579 : : // evaluate Verilog code
580 : 0 : initVerilog ();
581 : 0 : calcVerilog ();
582 : :
583 : : // fill right hand side and static jacobian
584 [ # # ]: 0 : for (int i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
585 [ # # ]: 0 : setI (i1, _rhs[i1]);
586 [ # # ]: 0 : for (int i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
587 [ # # ]: 0 : setY (i1, i2, _jstat[i1][i2]);
588 : : }
589 : : }
590 : 0 : }
591 : :
592 : : /* Save operating points. */
593 : 0 : void binarytogrey4bit::saveOperatingPoints (void)
594 : : {
595 : : // save global instance operating points
596 : 0 : }
597 : :
598 : : /* Load operating points. */
599 : 0 : void binarytogrey4bit::loadOperatingPoints (void)
600 : : {
601 : 0 : }
602 : :
603 : : /* Calculate operating points. */
604 : 0 : void binarytogrey4bit::calcOperatingPoints (void)
605 : : {
606 : 0 : }
607 : :
608 : : /* Initialization of AC analysis. */
609 : 0 : void binarytogrey4bit::initAC (void)
610 : : {
611 : 0 : allocMatrixMNA ();
612 : 0 : }
613 : :
614 : : /* Perform AC calculations. */
615 : 0 : void binarytogrey4bit::calcAC (nr_double_t frequency)
616 : : {
617 [ # # ]: 0 : setMatrixY (calcMatrixY (frequency));
618 : 0 : }
619 : :
620 : : /* Compute Y-matrix for AC analysis. */
621 : 0 : matrix binarytogrey4bit::calcMatrixY (nr_double_t frequency)
622 : : {
623 : 0 : _freq = frequency;
624 : 0 : saveOperatingPoints ();
625 : 0 : matrix y (16);
626 : :
627 [ # # ]: 0 : for (int i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
628 [ # # ]: 0 : for (int i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
629 : 0 : y (i1,i2) = nr_complex_t (_jstat[i1][i2], _jdyna[i1][i2] * 2 * M_PI * _freq);
630 : : }
631 : : }
632 : :
633 : 0 : return y;
634 : : }
635 : :
636 : : /* Initialization of S-parameter analysis. */
637 : 0 : void binarytogrey4bit::initSP (void)
638 : : {
639 : 0 : allocMatrixS ();
640 : 0 : }
641 : :
642 : : /* Perform S-parameter calculations. */
643 : 0 : void binarytogrey4bit::calcSP (nr_double_t frequency)
644 : : {
645 [ # # ][ # # ]: 0 : setMatrixS (ytos (calcMatrixY (frequency)));
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
646 : 0 : }
647 : :
648 : : /* Initialization of transient analysis. */
649 : 0 : void binarytogrey4bit::initTR (void)
650 : : {
651 : 0 : setStates (2 * 16 * 16);
652 : 0 : initDC ();
653 : 0 : }
654 : :
655 : : /* Perform transient analysis iteration step. */
656 : 0 : void binarytogrey4bit::calcTR (nr_double_t)
657 : : {
658 : 0 : doHB = 0;
659 : 0 : doAC = 1;
660 : 0 : doTR = 1;
661 : 0 : calcDC ();
662 : :
663 : : int i1, i2, i3, i4, state;
664 : :
665 : : // 2-node charge integrations
666 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
667 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
668 : 0 : state = 2 * (i2 + 16 * i1);
669 [ # # ]: 0 : if (i1 != i2)
670 [ # # ]: 0 : if (_charges[i1][i2] != 0.0)
671 : 0 : transientCapacitanceQ (state, i1, i2, _charges[i1][i2]);
672 : : } }
673 : :
674 : : // 1-node charge integrations
675 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
676 : 0 : state = 2 * (i1 + 16 * i1);
677 [ # # ]: 0 : if (_charges[i1][i1] != 0.0)
678 : 0 : transientCapacitanceQ (state, i1, _charges[i1][i1]);
679 : : }
680 : :
681 : : // charge: 2-node, voltage: 2-node
682 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
683 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
684 [ # # ]: 0 : if (i1 != i2)
685 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 16; i3++) {
686 [ # # ]: 0 : for (i4 = 0; i4 < 16; i4++) {
687 [ # # ]: 0 : if (i3 != i4)
688 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i2][i3][i4] != 0.0)
689 [ # # ][ # # ]: 0 : transientCapacitanceC (i1, i2, i3, i4, _caps[i1][i2][i3][i4], BP(i3,i4));
690 : : } } } }
691 : :
692 : : // charge: 2-node, voltage: 1-node
693 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
694 [ # # ]: 0 : for (i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
695 [ # # ]: 0 : if (i1 != i2)
696 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 16; i3++) {
697 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i2][i3][i3] != 0.0)
698 [ # # ]: 0 : transientCapacitanceC2Q (i1, i2, i3, _caps[i1][i2][i3][i3], NP(i3));
699 : : } } }
700 : :
701 : : // charge: 1-node, voltage: 2-node
702 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
703 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 16; i3++) {
704 [ # # ]: 0 : for (i4 = 0; i4 < 16; i4++) {
705 [ # # ]: 0 : if (i3 != i4)
706 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i1][i3][i4] != 0.0)
707 [ # # ][ # # ]: 0 : transientCapacitanceC2V (i1, i3, i4, _caps[i1][i1][i3][i4], BP(i3,i4));
708 : : } } }
709 : :
710 : : // charge: 1-node, voltage: 1-node
711 [ # # ]: 0 : for (i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
712 [ # # ]: 0 : for (i3 = 0; i3 < 16; i3++) {
713 [ # # ]: 0 : if (_caps[i1][i1][i3][i3] != 0.0)
714 [ # # ]: 0 : transientCapacitanceC (i1, i3, _caps[i1][i1][i3][i3], NP(i3));
715 : : } }
716 : 0 : }
717 : :
718 : : /* Compute Cy-matrix for AC noise analysis. */
719 : 0 : matrix binarytogrey4bit::calcMatrixCy (nr_double_t frequency)
720 : : {
721 : 0 : _freq = frequency;
722 : 0 : matrix cy (16);
723 : :
724 : :
725 : 0 : return cy;
726 : : }
727 : :
728 : : /* Perform AC noise computations. */
729 : 0 : void binarytogrey4bit::calcNoiseAC (nr_double_t frequency)
730 : : {
731 [ # # ]: 0 : setMatrixN (calcMatrixCy (frequency));
732 : 0 : }
733 : :
734 : : /* Perform S-parameter noise computations. */
735 : 0 : void binarytogrey4bit::calcNoiseSP (nr_double_t frequency)
736 : : {
737 [ # # ][ # # ]: 0 : setMatrixN (cytocs (calcMatrixCy (frequency) * z0, getMatrixS ()));
[ # # ][ # # ]
[ # # ][ # # ]
[ # # ]
738 : 0 : }
739 : :
740 : : /* Initialization of HB analysis. */
741 : 0 : void binarytogrey4bit::initHB (int)
742 : : {
743 : 0 : initDC ();
744 : 0 : allocMatrixHB ();
745 : 0 : }
746 : :
747 : : /* Perform HB analysis. */
748 : 0 : void binarytogrey4bit::calcHB (int)
749 : : {
750 : 0 : doHB = 1;
751 : 0 : doAC = 1;
752 : 0 : doTR = 0;
753 : :
754 : : // jacobian dI/dV and currents get filled
755 : 0 : calcDC ();
756 : 0 : saveOperatingPoints ();
757 : :
758 : : // fill in HB matrices
759 [ # # ]: 0 : for (int i1 = 0; i1 < 16; i1++) {
760 [ # # ]: 0 : setQ (i1, _qhs[i1]); // charges
761 [ # # ]: 0 : setCV (i1, _chs[i1]); // jacobian dQ/dV * V
762 [ # # ]: 0 : setGV (i1, _ghs[i1]); // jacobian dI/dV * V
763 [ # # ]: 0 : for (int i2 = 0; i2 < 16; i2++) {
764 [ # # ]: 0 : setQV (i1, i2, _jdyna[i1][i2]); // jacobian dQ/dV
765 : : }
766 : : }
767 : 0 : }
768 : :
769 : : #include "binarytogrey4bit.defs.h"
770 : :
|
