En diseño electrónico , una lista de redes es una descripción de la conectividad de un circuito electrónico . [1] [2] En su forma más simple, una lista de redes consiste en una lista de los componentes electrónicos en un circuito y una lista de los nodos a los que están conectados. [1] [3] Una red (net) es una colección de dos o más componentes interconectados.
La estructura, complejidad y representación de las listas de conexiones pueden variar considerablemente, pero el propósito fundamental de cada lista de conexiones es transmitir información de conectividad . Las listas de conexiones normalmente no proporcionan nada más que instancias, nodos y quizás algunos atributos de los componentes involucrados. [4] Si expresan mucho más que esto, normalmente se las considera un lenguaje de descripción de hardware como Verilog o VHDL , o uno de varios lenguajes diseñados específicamente para la entrada a simuladores o compiladores de hardware (como las listas de conexiones de simulación analógica SPICE ).
Las listas de red pueden ser:
La mayoría de las listas de conexiones contienen o hacen referencia a descripciones de las piezas o dispositivos utilizados. Cada vez que se utiliza una pieza en una lista de conexiones, se denomina "instancia".
Estas descripciones suelen enumerar las conexiones que se realizan con ese tipo de dispositivo y algunas propiedades básicas de ese dispositivo. Estos puntos de conexión se denominan "terminales" o "pines", entre otros nombres.
Una "instancia" podría ser cualquier cosa, desde un transistor MOSFET o un transistor de unión bipolar , hasta una resistencia , un capacitor o un chip de circuito integrado .
Las instancias tienen "terminales". En el caso de una aspiradora, estos terminales serían las tres clavijas de metal del enchufe. Cada terminal tiene un nombre y, siguiendo con el ejemplo de la aspiradora, podrían ser "Neutro", "Activo" y "Tierra". Por lo general, cada instancia tendrá un nombre único, de modo que si tiene dos instancias de aspiradoras, una podría ser "vac1" y la otra "vac2". Además de sus nombres, podrían ser idénticas.
Las redes son los "cables" que conectan las cosas entre sí en el circuito. Puede haber o no atributos especiales asociados con las redes en un diseño, según el lenguaje particular en el que esté escrita la lista de conexiones y las características de ese lenguaje.
Las listas de conexiones basadas en instancias suelen proporcionar una lista de las instancias utilizadas en un diseño. Junto con cada instancia, se proporciona una lista ordenada de nombres de red o una lista de pares de nombres de puertos de instancia, junto con el nombre de red al que está conectado ese puerto. En este tipo de descripción, la lista de redes se puede obtener de las listas de conexión y no hay lugar para asociar atributos particulares con las redes en sí. SPICE es un ejemplo de listas de conexiones basadas en instancias.
Las listas de conexiones basadas en red suelen describir todas las instancias y sus atributos, luego describen cada red e indican a qué puerto están conectadas en cada instancia. Esto permite asociar atributos con redes. EDIF es probablemente la más famosa de las listas de conexiones basadas en red.
En los diseños grandes, es una práctica común dividir el diseño en partes, cada una de las cuales se convierte en una "definición" que se puede utilizar como instancias en el diseño. En la analogía de la aspiradora, uno podría tener una definición de aspiradora con sus puertos, pero ahora esta definición también incluiría una descripción completa de los componentes internos de la máquina y cómo se conectan (motores, interruptores, etc.), como lo hace un diagrama de cableado.
Una definición que no incluye instancias se denomina "primitiva" (o "hoja" u otros nombres); mientras que una definición que incluye instancias es "jerárquica".
Una jerarquía "plegada" permite que una única definición se represente varias veces mediante instancias. Una jerarquía "desplegada" no permite que una definición se utilice más de una vez en la jerarquía.
Las jerarquías plegadas pueden ser extremadamente compactas. Una lista de conexiones pequeña de tan solo unas pocas instancias puede describir diseños con una gran cantidad de instancias. Por ejemplo, supongamos que la definición A es una primitiva simple, como una celda de memoria. Supongamos que la definición B contiene 32 instancias de A; C contiene 32 instancias de B; D contiene 32 instancias de C; y E contiene 32 instancias de D. El diseño ahora contiene 5 definiciones (de A a E) y 128 instancias. Sin embargo, E describe un circuito que contiene más de un millón de celdas de memoria.
En un diseño "plano", solo se instancian los primitivos. Los diseños jerárquicos se pueden "explotar" ("aplanar") recursivamente creando una nueva copia (con un nuevo nombre) de cada definición cada vez que se utiliza. Si el diseño está muy plegado, expandirlo de esta manera dará como resultado una base de datos de lista de conexiones mucho más grande, pero conserva las dependencias de la jerarquía. Dada una lista de conexiones jerárquica, la lista de nombres de instancia en una ruta desde la definición raíz hasta una instancia primitiva especifica la ruta única a esa primitiva. Las rutas a cada primitiva, tomadas en conjunto, comprenden una lista de conexiones grande pero plana que es exactamente equivalente a la versión jerárquica compacta.
La anotación inversa son datos que se pueden agregar a una lista de conexiones jerárquica. Por lo general, se mantienen separados de la lista de conexiones, ya que varios conjuntos de datos alternativos de este tipo se pueden aplicar a una sola lista de conexiones. Estos datos pueden haberse extraído de un diseño físico y pueden proporcionar información adicional para simulaciones más precisas. Por lo general, los datos se componen de una ruta jerárquica y un fragmento de datos para esa primitiva o para encontrar los valores de retardo de RC debido a la interconexión.
Otro concepto que se utiliza a menudo en las listas de conexiones es el de herencia. Supongamos que una definición de un condensador tiene un atributo asociado llamado "Capacitancia", que corresponde a la propiedad física del mismo nombre , con un valor predeterminado de "100 pF" (100 picofaradios). Cada instancia de este condensador también podría tener dicho atributo, solo que con un valor de capacitancia diferente. Y otras instancias podrían no asociar ninguna capacitancia en absoluto. En el caso en que no se especifique ninguna capacitancia para una instancia, la instancia "heredará" el valor de 100 pF de su definición. Un valor especificado "anulará" el valor de la definición. Si una gran cantidad de atributos terminan siendo los mismos que en la definición, se puede "heredarse" una gran cantidad de información, y no es necesario especificarla de forma redundante en la lista de conexiones, lo que ahorra espacio y hace que el diseño sea más fácil de leer tanto para las máquinas como para las personas.
La lista de redes se escribe en un solo archivo, pero incluye cuatro secciones: 1) Un encabezado de archivo, 2) Una tabla que enumera cada uno de los componentes, 3) Una tabla que enumera cada uno de los nombres de red, 4) Una tabla que enumera cada una de las conexiones de red. Cada entrada de la tabla se escribe utilizando una sola línea de texto que termina con un
CRLF
. Los campos de la tabla están separados con caracteres de espacio (0x20). Los campos de cadena comienzan y terminan con comillas dobles. Cada una de las tres tablas termina con una línea en blanco (CRLF).