高速互連SPICE仿真模型
發布時間:2008/10/13 0:00:00 訪問次數:745
spice(simulation program for integrated circuits emphasis)是由美國加州大學伯克利分校的電子研究實驗室于1975年開發出來的一種功能非常強大的通用模擬電路仿真器。正如同spice的名字所表示的,它最初主要被用來驗證集成電路中的電路設計,以及預測電路的性能,因為這種仿真計算對于集成電路的設計是極其重要的。
spice模型發展至今,己經在電子設計業中得到了廣泛的應用,并且還派生出許多不同的版本,其中最為主要的兩個是hspice和pspice。其中由avant公司(現己被synopsys公司兼并)開發的hspice運行于工作站或大型機上,主要應用于集成電路的設計。而microsim公司(后來被orcad公司兼并,而orcad又被cadence公司兼并)開發的pspice運行于pc上,主要應用于pcb板級和系統級的設計。
spice模型由兩部分組成:模型方程式和模型參數。它是建立在電路基本元器件(如晶體管、電阻、電容等)的工作機理和物理細節之上的,是一個根據原理圖中各元器件的連接關系創建的網表文件,該網表由一系列子電路組成,用戶通過調用相關的子電路模塊就可以簡單地建立模擬網表。原理圖中各元器件的spice參數主要表征元器件的物理特性和電特性。參數描述的充分性和精確性將決定模擬結果的準確性。利用spice模型,可以精確地在電路器件一級,仿真系統的工作特性、驗證系統的邏輯功能,因此在集成電路設計中得到了廣泛的應用。因為它能夠精確計算出系統的靜態和動態等各種工作特性,所以也可以用來進行系統級的信號完整性分析。
用spice模型可以完成多種類型的電路分析,其中最為主要的有:
· 直流分析(dc analysis):包括靜態工作點、直流靈敏度、直流傳輸特性、直流特性掃描分析;
· 交流分析(ac analysis):包括頻率特性、噪聲特性分析:
· 瞬態分析(transient analysis):包括瞬態響應分析和傅里葉分析;
· 參數掃描(parametric and temperature analysis):包括參數掃描分析和溫度特性分析;
· 蒙特卡羅分析(monte carlo analysis);
· 最壞情況分析(worst-case analysis)。
此外,由于spice模型還包含了器件隨溫度變化的特性,所以以上這些分析都可以設定在不同的溫度下進行。
spice模型技術相對成熟,模擬精度也比較高,但是使用spice模型有一些難以克服的缺點:首先由于sptce模型是晶體管一級的模型,隨著現在集成電路規模越來越大,即使只建立各個引腳的spice模型,也會包含成千上萬只晶體管一級的器件,所以其仿真速度必然很慢,這對于交互的pcb設計來講是不可接受的;其次,由于sptce模型涉及許多集成電路設計方面的細節,一般集成電路廠藺都不愿意公開提供,限制了它的廣泛應用。這時需要引入ibis模型來替代spice模型完成信號完整性分析。
歡迎轉載,信息來源維庫電子市場網(www.dzsc.com)
spice(simulation program for integrated circuits emphasis)是由美國加州大學伯克利分校的電子研究實驗室于1975年開發出來的一種功能非常強大的通用模擬電路仿真器。正如同spice的名字所表示的,它最初主要被用來驗證集成電路中的電路設計,以及預測電路的性能,因為這種仿真計算對于集成電路的設計是極其重要的。
spice模型發展至今,己經在電子設計業中得到了廣泛的應用,并且還派生出許多不同的版本,其中最為主要的兩個是hspice和pspice。其中由avant公司(現己被synopsys公司兼并)開發的hspice運行于工作站或大型機上,主要應用于集成電路的設計。而microsim公司(后來被orcad公司兼并,而orcad又被cadence公司兼并)開發的pspice運行于pc上,主要應用于pcb板級和系統級的設計。
spice模型由兩部分組成:模型方程式和模型參數。它是建立在電路基本元器件(如晶體管、電阻、電容等)的工作機理和物理細節之上的,是一個根據原理圖中各元器件的連接關系創建的網表文件,該網表由一系列子電路組成,用戶通過調用相關的子電路模塊就可以簡單地建立模擬網表。原理圖中各元器件的spice參數主要表征元器件的物理特性和電特性。參數描述的充分性和精確性將決定模擬結果的準確性。利用spice模型,可以精確地在電路器件一級,仿真系統的工作特性、驗證系統的邏輯功能,因此在集成電路設計中得到了廣泛的應用。因為它能夠精確計算出系統的靜態和動態等各種工作特性,所以也可以用來進行系統級的信號完整性分析。
用spice模型可以完成多種類型的電路分析,其中最為主要的有:
· 直流分析(dc analysis):包括靜態工作點、直流靈敏度、直流傳輸特性、直流特性掃描分析;
· 交流分析(ac analysis):包括頻率特性、噪聲特性分析:
· 瞬態分析(transient analysis):包括瞬態響應分析和傅里葉分析;
· 參數掃描(parametric and temperature analysis):包括參數掃描分析和溫度特性分析;
· 蒙特卡羅分析(monte carlo analysis);
· 最壞情況分析(worst-case analysis)。
此外,由于spice模型還包含了器件隨溫度變化的特性,所以以上這些分析都可以設定在不同的溫度下進行。
spice模型技術相對成熟,模擬精度也比較高,但是使用spice模型有一些難以克服的缺點:首先由于sptce模型是晶體管一級的模型,隨著現在集成電路規模越來越大,即使只建立各個引腳的spice模型,也會包含成千上萬只晶體管一級的器件,所以其仿真速度必然很慢,這對于交互的pcb設計來講是不可接受的;其次,由于sptce模型涉及許多集成電路設計方面的細節,一般集成電路廠藺都不愿意公開提供,限制了它的廣泛應用。這時需要引入ibis模型來替代spice模型完成信號完整性分析。
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