HSPICE使用_tsinghua
HSPICE的基本使用方法
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*0之间,偏移0,振幅1V,频率1K
.TRAN 1us 10ms
*做瞬态分析,每1US计算
*(计录)1次,运行10MS
.END
.SP文件格式
• 注释行
第一行或以*开始的行
• 电路网表
器件名称,节点,参数
• 分析语句和参数
.语句,如.TRAN 参数:步长 仿真时间
• 控制语句
的基本使用方法
集成电路CAD(2)
1
一个简单的HSPICE文件
****************RC************************
R1 1 2 1K
* 电阻R1接在节点1和2之间,阻值1K
C1 2 0 1U
*电容C1连接在节点2和0之间
V1 1 0 SIN 0 1 1K *一个正弦波信号源在1和
8
例1的.SP文件
• ***************************
.INC /路径/AMI06N.M M1 ND NG GND GND AMI06N W=1.5U + L=0.6U VG NG GND 0 VD ND GND 5 .DC VG 0 5 0.1 .END
9
双参数直流扫描分析格式1
• 格式
.dc 参数1 START1 END1 STEP1 + 参数2 START2 END2 STEP2 例: .DC V1 0 5 0.1 V2 0 5 1 适用于两个电压源或电流源
10
双参数扫描格式2
• .DC 参数1 起始1 结束1 步长1
+ SWEEP 参数2 起始2 结束2 步长2
例: .DC VG 0 5 0.1 SWEEP WX 1.5U 3U 0.5U
Hspice应用讲解讲解
Hspice应⽤讲解讲解Hspice应⽤讲解Hspice是⼀种通⽤电路分析程序，可⽤来进⾏集成电路和电⼦线路的分析模拟。
它可以⽤来分析电路的⾮线性直流特性，线性交流⼩信号特性，⾮线性瞬态特性，温度特性等。
其中，直流分析（.DC）不光可进⾏直流转移特性分析，还可进⾏直流⼯作点（.OP），直流⼩信号传输特性（.TF），直流⼩信号灵敏度（.SENS）分析；在进⾏交流分析（.AC）的同时还可进⾏噪声特性（.NOISE）和失真特性（.DISTO）分析；在进⾏瞬态分析（.TRAN）的同时还可进⾏傅⽴叶（.FOUR）分析；进⾏温度特性分析（.TEMP）以求得电路的温度特性。
在进⾏交流分析和瞬态分析前先进⾏直流分析，以决定其⾮线性组件的线性化⼩信号模型和其初始条件。
Hspice输⼊描述⽂件格式：Hspice的输⼊描述⽂件格式是⼀种⾃由格式，其输Array⼊的第⼀条语句必须是标题语句，且不能省略；最后⼀条语句必须是结束语句（.END），其余语句的顺序是任意的。
在输⼊描述⽂件的任何地⽅都可插⼊注释语句（在语句前加“*”或“$”），程序只对注释语句进⾏原样打印⽽不进⾏任何处理。
组件语句是说明该组件的拓扑关系和组件值的。
每个组件给予⼀个组件名，组件名的第⼀个字母说明该组件的类型，Hspice并对各种类型的组件所对应的英⽂字母作了规定，组件名不能重复。
组件的节点号可以⽤⼀正整数表⽰，也可以⽤⽹点名表⽰。
模型语句是说明该组件的模型参数的。
在模型语句中定义⼀组组件模型参数并赋予⼀个唯⼀的模型名，在组件语句中即可引⽤此模型名，表明此组件具有该组模型参数值。
⼦电路是⽤⼀组组件语句来定义，程序会⾃动将这组组件插⼊到⼦电路被调⽤的地⽅，其⼤⼩和复杂性没有限制，并允许其包含其它⼦电路。
在电路中不能包括短路的电压源和电感，开路的电流源和电容，电路中的每个节点都不能悬空。
控制语句是控制程序的运⾏和规定分析及输出的内容。
如温度语句，⼯作点分析语句，交流分析语句，瞬态分析语句，打印语句，绘图语句和可选项语句等。
HSPICE 使用流程-推荐下载
南京拓科科技有限公司HSPICE使用流程HSPICE 使用流程HPICE软件主要用于模拟电路的仿真。
模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机技术为基础实现的，由于模拟电路在性能上的复杂性和电路结构上的多样性，对仿真工具的精度、可靠性、收敛性以及速度等都有相当高的要求。
HSPICE程序由于收敛性好，适于做系统及电路仿真，又有工作站版和微机版本，在国内外的用户十分广泛。
一、HSPICE可模拟的内容1.直流分析：包括非线性电路的直流分析①电路的直流工作点：分析时电路中的电感全部短路，电容全部开路，得到电路的每一节点的电流和电压（相对参考点）值。
②直流小信号传输值：传输函数的直流小信号值为直流小信号工作下的输出变量和输入变量之比值，包括电路的输入电阻和输出电阻。
③直流转移曲线：HSPICE可在用户指定的范围内，逐步改变指定的独立电压或电流源，对每一个电源值的变化，都得到储存的输出变量。
④灵敏度分析：求出指定输出变量对于电路参数（包括电路中所有的元件，器件参数，直流电源的输入电平）的直流小信号灵敏度。
2.交流小信号分析：将交流输出变量作为频率的函数计算出来。
先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。
①频域分析：在用户规定的频率范围内完成电路的交流分析。
②噪声分析：HSPICE可计算每个频率点上总的输出噪声电平及其等效输入噪声电平。
③失真分析：计算电路交流小信号工作下电路的失真特性，分析时是在输入端加有一个或两个频率的信号，在用户给定的输出负载电阻时，求出在该负载上的输出失真功率。
3.瞬态分析①瞬态响应：是从时间为零开始，到用户规定的时间范围内进行电路南京拓科科技有限公司HSPICE使用流程的瞬态特性分析。
②傅立叶分析：可以对输出波形进行傅立叶分析，得到在用户指定的基频及时间间隔范围的傅立叶系数。
4.电路的温度特性分析：HSPICE在用户未说明时，是在27℃的标称温度下进行各种模拟的。
Hspice_的使用
Hspice是什么？——从设计流程说起
6. 电路级仿真：验证各单元电路是否具有期望的功能， 性能估计。（迭代）
7. 版图设计、DRC, LVS 8. 提取版图网表，进行后仿真：验证功能，估计性能。
（迭代） Hspice主要应用于电路级仿真、分析。可以辅助调整电
路参数。得到功耗、延时等性能估计。
Hspice有哪些功能？
Hspice的输出
输出文件：一系列文本文件
– *.ic ：initial conditions for the circuit – *.lis ：text simulation output listing – *.mt0 ：post-processor output for MEASURE statements – *.pa0 ：subcircuit path table – *.st0 ：run-time statistics – *.tr0 ,*.tr1…：post-processor output for transient analysis – *.ac0,*.ac1…: post-processor output for AC analysis
Hspice是一个在cmd shell窗口中运行的程序， 无图形化界面；
Hspice的输入网单文件是一个有特定格式的纯 文本文件——可在任意的文本编辑工具中编辑；
Hspice的输出也是一系列纯文本文件，根据不 同分析要求，输出不同扩展名的文件。 如：.lis .mea .dat .smt等。
Hspice的样子
两种工作模式——非提示行模式
一般情况下的输入举例如下： hspice demo.sp 或者 hspice demo.sp > demo.lis
hspice使用
子电路语句
子电路定义开始语句 语法：.SUBCKT SUBNAM <node1 node2…> 其中，SUBNAM为子电路名，node1…为子电路外部节点号。 子电路中的节点号（除接地点）、器件名、模型说明均是 局部量，可以和外部的相同。 例：.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4
子电路终止语句 语法：.ENDS <SUBNAM> 例：.ENDS OPAMP
–节点0，GND，GND!，GROUND都指全局的地电位
IC设计流程中的电路仿真 Hspice 的输入网单结构 元件描述 激励源描述 器件模型描述 控制输出描述
无源器件
– 电阻：
语法：Rxxx n1 n2 <mname> <R=>resistance <AC=val> 例：Rxxx 9 8 1 AC=1e10
• Numerical Approach to Circuit Simulation – For example DC, AC, transient analysis
• Must Rely on Models of Various Circuit Elements
– Simple (e.g. Resistor, Capacitor) – Complex (e.g. MOSFET)
直流电阻1欧姆，交流电阻为1e10欧姆
– 电容：
语法：Cxxx n1 n2 <mname> <C=>capacitance 例：Cload driver output 1.0e-6。
– 电感：
语法：Lxxx n1 n2 <L=>inductance
有源器件
–二极管： 语法：Dxxx nplus nminus mname <params>
Hspice使用指南傻瓜版
Hspice使用指南安装1. 安裝Hspice 2009.09 和Spiceexplorer 2009.092. 產生License 檔案(Hspice and Spiceexplorer)到"keygen" 的目錄下執行LicGen.exe2.1 按"Open" 開啟"Synopsys.lpd"檔案2.2 在"Select Host ID" 選擇"Any"勾選"Use Daemon"並在"Select Daemon ID" 選擇"Disk"2.3 按"Generate" 後會出現一個視窗"Generated License"，按Save，將檔名儲存為"license.dat"2.4 複製此"license.dat" 到目錄"C:\synopsys\Hspice_C-2009.09\" 下3. 啟動License (Spiceexplorer)複製"lm" 目錄到"C:\synopsys\Hspice_C-2009.09\" 下，進入"lm" 目錄執行"lmtools.exe"下面的地方要注意一下打开后跟着图片进行选择看到黄色的successful就是软件licence装好了，应该就可以用了下面开始写sp文件，以群里面那个sp文件做下范例cmosinverter标注.pdf改好以后下一步选择如图所示项目生成.lis文件完成此步骤后，存储目录下会多出一个接下来进行仿真，打开仿真界面然后此窗口自动关闭后打开edit ll，如果内容有误，会有error这样的字眼，根据提示做修改，改好再按照前面的步骤重新做一遍无报错后，继续往下走打开图形查看器选择文件路径，只能放在C盘下面，其他路径找不到选好会弹出如下窗口步骤3双击后会出现如下的图然后要作业里面的其他图如下为第二张图页面上的图很多了，要出第三张图，我不太会，就只能先把sp关掉再打开一次再打开一次SP，方法前面的步骤里有出来第三张图完成。
HSPICE使用简介
• 详细使用方法参见 Hspice 各版本手册相关章节
2008-3-17 池保勇 张凌炜 清华大学微电子所
22
Laboratory of Integrated Circuits and Systems, Tsinghua University
受控源
• 受控源是输出电信号受输入电信号控制的行为级 电路元件模型。 • 受控源可实现多种形式的输出－输入关系：
各版本的使用手册主体 内容差别不大，主要是 在内部组织和目录编排 上不太相同。
2008-3-17 池保勇 张凌炜 清华大学微电子所
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Laboratory of Integrated Circuits and Systems, Tsinghua University
Synopsys, HSPICE®Simulation and Analysis User Guide (2007); Synopsys, HSPICE®and RF Command Reference (2007)
2008-3-17
池保勇 张凌炜 清华大学微电子所
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Laboratory of Integrated Circuits and Systems, Tsinghua University
一个输入文件的例子
文件标题
注释
引用网单文件与库文件
分析及输出配臵
元件描述
激励源
2008-3-17
池保勇 张凌炜 清华大学微电子所
子电路调用
.param prn=2 .global VDD GND
X1 node0 node1 inv w=0.6u
子电路定义时共使用了三个参加：l、w、prn 其中 l、w 在定义时给出了默认值 子电路调用时只对 w 进行了调用赋值，l 为定义的默认值，prn 为全局参数值
Hspice软件使用简介
哈工大MEMS中心
共分三部分Capture、 Hspui、 CosmosScope
• Capture画电路原理图
• Hspui模拟
• Cosmos-Scope看输出结果
Capture使用Leabharlann • 双击图标进入Capture
弹出Project对话框
这样我们就建立了一个Project
hspice软件使用简介哈工大mems中心共分三部分capturehspuicosmosscopecosmosscope看输出结果capture使用双击图标进入capture弹出project对话框这样我们就建立了一个project这样我们就建立了一个project相关模拟时的命令可查阅pspice或其他的相关书籍指令格式都是相同的画好图后单击page1再单击netlist选择pspice将net改为sp单击确定生成网表文件hspui使用双击hspui图标进入从open中调出你的
这样我们就建立了一个Project
• 相关模拟时的命令可查阅Pspice 或其他 的相关书籍，指令格式都是相同的
画好图后单击Page1，再单击Netlist
选择PSpice ，将net改为 sp，单击 确定，生成网表文件
Hspui使用
• 双击Hspui图标进入，从Open中调出你的.sp文件
单击Edit Nl，改后保存
单击Simulate，运行完后从EditLL 查看有无error,若无则完成
Cosmos-Scope使用
• 双击Cosmos-Scope进入，从中调出你的模拟结果文件
可以从坐标标示的图表中得到具体的点的值，也可以用 单击剪刀状的图标得出，从measurement中的得出诸如带 宽之类的信息
hspice使用指南
Sources: Dependent
• Dependent Sources (Controlled Elements)
– High level of abstraction
• Used for behavioral modeling and to simplify circuit descriptions • Faster execution time
Node Naming Conventions
• Node and Element Identification
– – – – – Either names or numbers (e.g. n1, 33, in1, 100) Numbers: 1 to 99999999 (99 million) Nodes with number followed by letter are all the same (e.g. 1a=1b) 0 is ALWAYS ground Global vs local Don‘t begin with a ? May contain: + - * / : ; $ # . [ ] ! < > _ % (not recommended) May NOT contain: ( ) , = ?<space> Ground may be either 0, GND, or !GND
Pulse value parameters defined in the .PARAM statement.
Independent Transient Sources: PWL
• Piecewise Linear
(Vol. 1, p. 4-8)
PWL t1 v1 <t2 v2 t3 v3...> <R <=repeat>> <TD=delay> PWL (t1 v1 <options>) PWL t1 I1 <t2 I2...> <options>
Hspice应用讲解
Hspice应用讲解Hspice应用讲解Hspice是一种通用电路分析程序，可用来进行集成电路和电子线路的分析模拟。
它可以用来分析电路的非线性直流特性，线性交流小信号特性，非线性瞬态特性，温度特性等。
其中，直流分析（.DC）不光可进行直流转移特性分析，还可进行直流工作点（.OP），直流小信号传输特性（.TF），直流小信号灵敏度（.SENS）分析；在进行交流分析（.AC）的同时还可进行噪声特性（.NOISE）和失真特性（.DISTO）分析；在进行瞬态分析（.TRAN）的同时还可进行傅立叶（.FOUR）分析；进行温度特性分析（.TEMP）以求得电路的温度特性。
在进行交流分析和瞬态分析前先进行直流分析，以决定其非线性组件的线性化小信号模型和其初始条件。
Hspice输入描述文件格式：标题语句组件语句模型语句.SUBCKTHspice 的输入描述文件格式是一种自由格式，其输入的第一条语句必须是标题语句，且不能省略；最后一条语句必须是结束语句（.END ），其余语句的顺序是任意的。
在输入描述文件的任何地方都可插入注释语句（在语句前加“*”或“$”），程序只对注释语句进行原样打印而不进行任何处理。
组件语句是说明该组件的拓扑关系和组件值的。
每个组件给予一个组件名，组件名的第一个字母说明该组件的类型，Hspice 并对各种类型的组件所对应的英文字母作了规定，组件名不能重复。
组件的节点号可以用一正整数表示，也可以用网点名表示。
模型语句是说明该组件的模型参数的。
在模型语句中定义一组组件模型参数并赋予一个唯一的模型名，在组件语句中即可引用此模型名，表明此组件具有该组模型参数值。
子电路是用一组组件语句来定义，程序会自动将这组组件插入到子电路被调用的地方，其大小子电路 组件语句, 模型语句子电路调用.ENDS 语句 控制语句 结束语句该行称为续行，续行的第一列必须是“+”号，续行数没有限制。
Hspice 模拟仿真流程：NY调用读文件是否要分析直流传输设定NYNY直流工是否要分析交流特是否要分析直流传输直流工YN Hspice输出文件类型如下表：输出文件类型扩展名列表输出，其内容包括仿真所用的名字和版本；Meta-Software 单元信息；输入文件名；使用者名；注册资料；拷贝的输入网点文件；节点计算；操作点参数；每个source和sub-circuit的电压降，电流，功耗的详细情况；由. PLOT语句产生低分辩率图表；. PRINT语句结果；. OPTIONS语句结果。
Hspice使用指南
出现这样一个幅频曲线图,纵坐标是 db(分贝),横坐标是 Hz(赫兹), {这里 20x 代表 20M, 其余单位均与实际中相同,如 10 千就是 10k},
懂模拟电路的人可以发现,运放的幅频特性曲线不应该是这样的.的确,运放的幅频特性 曲线应该是缓降的.这是因为总坐标虽然以对数坐标来显示,但横坐标还是线性坐标.这时可 以用鼠标右击横坐标,会出现一个 set logarithmic scale 选项,这就是把坐标设置成对数坐标.
电源值用法举例： i. Vin in gnd 1.5 节点in与地gnd之间接1.5V电压源Vin。 ii. Vin in gnd 1.5 AC 1 SIN(0 1 1MEG) 电压源Vin接在节点in与地gnd之间，直流值为1.5V；交流振幅为1V，初始相位为0；瞬态电 压源为频率是1兆、直流偏置为1V的正弦电压源。 iii. Vin in gnd PWL(0 0 0 10ns 7 20ns 7 30ns 0 40ns) 电压源Vin接在节点in和地gnd之间，波形如下：
1. 电阻、电容、电感、互感
Rxxxxxxx n1 n2 电阻值 Cxxxxxxx n1 n2 电容值 Lxxxxxxx n1 n2 电感值 Kxxxxxxx Lyyyyyyy Lzzzzzzz 耦合系数 上述语句中，R开头表示电阻名，C开头表示电容名，L开头表示电感名，K开头表示互感名。 n1与n2为表示连接电阻或电容或电感两端的端点名。三者的基本单位是欧姆、法拉、亨利。 Example： R1 a b 100 C20 c d 200f 该例子表示a节点与b节点之间有一个阻值为100Ω的电阻R1，节点c和d之间有一个200FF的 电容C20。
HSPICE使用
共88页
10
File菜单
在File菜单下，主要的菜单 项有New、Open、Exit等
New菜单项的子菜单下有 Library、Cell view两项。 Library项打开New Library窗 口，Cell view项打开Create New File窗口。
Open菜单项打开相应的 Open File窗口。
2021/2/13
共88页
36
schematic和symbol图
在Library Manager中分别建立cellview 的schematic (view)和symbol(view)，如下图所示。两者的Pin的名 称必须一致，这样才能建立起一一对应的关系。
Hspice: 作为业界标准的电路仿真工具，它自带了许多器 件模型，包括小尺寸的MOSFET和MESFET。Cadence提 供了hspice的基本元件库并提供了与Hspice的全面的接口。
Spectre: 由Cadence开发的电路仿真器，在SPICE的基础 上进行了改进，使得计算的速度更快，收敛性能更好。
共88页
12
Tools菜单
在Tools菜单下，比较常 用的菜单项有
Library Manager Library Path Editor Technology
Library Manager项打开的是库管 理器。在窗口的各部分中，分别 显示的是Library、Category、Cell、 View相应的内容。
11.Wire（Narrow） w
12.Wire（Wide）
13.Wire Name
l
14.Pin
p
15.Cmd Options
16.Repeat
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Hspice_的使用
Hspice的样子
HSPICE 的运行： 在运行HSPICE之前，应该首先登录 到SUN工作站上，并确保你的使用HSPICE的权限和环 境变量已设好。 打开一个“终端”窗口，然后进入到你的工作目录下。 输入行命令运行。 hspice有两种工作模式：提示行模式和非提示行模式
两种工作模式——提示行模式
两种工作模式——非提示行模式
一般情况下的输入举例如下： hspice demo.sp 或者 hspice demo.sp > demo.lis
Hspice的输入——网单文件
文件结构：
.title options Analysis statement .print/.plot/.graph/.probe 输入文件的标题 设置模拟的条件 设置扫描变量、设置分析模式 设置输出结果的显示方式
电路网表
§ 子电路语句
子电路终止语句 .ENDS <SUBNAM> 若后有子电路名，表示该子电路定义结束；若没有，表示所有子 电路定义结束。 例 .ENDS OPAMP 子电路调用语句 X***** <node1 node2 …> SUBNAM 例 .X1 2 4 17 3 1 MULT1
子电路使用举例
IN
1
2
out
电路网表
激励源：
–
独力源：电压源－V，电流源－I
Vxxx/Ixxx n+ n- <<DC=> dcval> <AC=acmag, <acphase>> + <M=val> 例，V1 1 0 DC=5V 或 V1 1 0 5V I1 1 0 DC=5mA 或 I1 1 0 5mA 交流模式：V1 1 0 AC=10V,90 幅度为10v，相位为90度 交直流模式： V1 1 0 0.5v AC=10V,90 直流分量是0.5v or Vxxx/ Iyyy n+ n- <tranfun> + <M=val> tranfun：EXP, PULSE, PWL…。
大学-HSPICE使用教程
FT=0.305
N = 1e-9
U = 1e-6
MEG = X = 1e6
大学-HSPICE使用教程
Input & Controls Format Conventions
o A line may be continued by entering a plus sign('+') in column 1 of the following line.
Sources
vs 1 0 sin(0v 0.1v 60 0us 0 0)
Egs out
0
2
0
10
Rs
1
2
50
Components R1
2
0
10k
RL
out
0
Load
CL
out
0
100p
Model & Subckts .lib or .model or .subcircuit
Analysis End file
remaining lines is arbitrary.
大学-HSPICE使用教程
Input & Controls .ALTER
Rerun a simulation with different models/parameters/options…
大学-HSPICE使用教程
Input & Controls .DATA
.alter .param Load=5k
.end
大学-HSPICE使用教程
Input & Controls Naming Conventions
Node and Element Identification
HSpice简明手册
Hspice简明手册Hspice是一个模拟电路仿真软件，在给定电路结构和元器件参数的条件下，它可以模拟和计算电路的各种性能。
用Hspice分析一个电路，首先要做到以下三点：（1）给定电路的结构（也就是电路连接关系）和元器件参数（指定元器件的参数库）；（2）确定分析电路特性所需的分析内容和分析类型（也就是加入激励源和设置分析类型）；（3）定义电路的输出信息和变量。
Hspice规定了一系列输入，输出语句，用这些语句对电路仿真的标题，电路连接方式，组成电路元器件的名称，参数，模型，以及分析类型，以及输出变量等进行描述。
一Hspice 输入文件的语句和格式Hspice输入文件包括电路标题语句，电路描述语句，分析类型描述语句，输出描述语句，注释语句，结束语句等六部分构成，以下逐一介绍：1电路的标题语句电路的标题语句是输入文件的第一行，也成为标题行，必须设置。
它是由任意字母和字符串组成的说明语句，它在Hspice的title框中显示。
2电路描述语句电路描述语句由定义电路拓扑结构和元器件参数的元器件描述语句，模型描述语句和电源语句等组成，其位置可以在标题语句和结束语句之间的任何地方。
（1）电路元器件Hspice要求电路元器件名称必须以规定的字母开头，其后可以是任意数字或字母。
除了名称之外，还应指定该元器件所接节点编号和元件值。
电阻，电容，电感等无源元件描述方式如下：R1 1 2 10k (表示节点1与2间有电阻R1,阻值为10k欧)C1 1 2 1pf (表示节点1与2间有电容C1,电容值为1pf)L1 1 2 1mh (表示节点1与2间有电感L1,电感值为1mh)半导体器件包括二极管，双极性晶体管，结形场效应晶体管，MOS场效应晶体管等，这些半导体器件的特性方程通常是非线性的，故也成为非线性有源元件。
在电路CAD工具进行电路仿真时，需要用等效的数学模型来描述这些器件。
（a）二极管描述语句如下：DXXXX N+ N- MNAME <AREA> <OFF> <IC=VD>D为元件名称，N+和N-分别为二极管的正负节点，MNAME是模型名，后面为可选项：AREA是面积因子，OFF时直流分析所加的初始条件，IC=VD时瞬态分析的初始条件。
hspice的使用
Example of ALTER contains PARAM
Example of ALTER contains PARAM .OPTION LIST NODE POST .TRAN 200P 20N .PRINT TRAN V(IN) V(OUT) M1 OUT IN VCC VCC PCH L=1U W=Wx M2 OUT IN 0 0 NCH L=1U W=Wx VCC VCC 0 5 VIN IN 0 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N CLOAD OUT 0 Cx .MODEL PCH PMOS LEVEL=1 .MODEL NCH NMOS LEVEL=1 .PARAM Wx=20U Cx=.75p .ALTER .PARAM .ALTER .PARAM .ALTER .PARAM .ALTER .PARAM .ALTER .PARAM .END
Qname collector base emitter model m=* Qp1 vout vin vdd vdd lp11 m=1
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Sources and passive elements
Source
*name net_pos net_neg vdd vdd sgnd dc=5 ac=0 (*: V, I,)
Output Control Statements
.MEASURE Statement :
ִCan Include :
Propagation Delay, Rise time, Fall time Average, RMS, Peak-to-peak voltage, Min. & Max. voltage over a specified period Equation, Derivative, Integral evaluation
hspice简明使用手册
HSPICE简明使用手册水平有限，如有错误请予以改正。
还有很多的功能不太了解，希望大家都来补充完善。
谢谢！大家也可以把一些自己在调试过程中的bug 汇总到一起，给大家作参考。
方便以后少犯这种错误，最好加上为什么错了，如何改正。
我会建立一个名字为our_bugs_go_away的文件夹来放大家调试过程中的bug。
如果你认真看了正文中的红字部分，应该就可以使用hspice的基本功能来实现电路模拟。
附录中会有基本的语法，供大家查阅，不一定很全。
1. 常用文件类型.sp 网表文件输入文件该文件是hspice唯一的输入文件，用网表形式描述电路。
下面会专门讲解该文件的几个基本构成。
.mt0 中存放测试数据输出文件.lis 中存放仿真的过程以及仿真时的错误输出文件2. hspui按钮的作用Open 打开.sp文件Simulate 仿真开始Edit LL 观察.lis文件，debugEdit NL 修改.sp 文件Avanwaves 观察模拟波形Explore 找到模拟中所用文件的文件夹3.AvanWaves 使用用来观察模拟得到的波形3.1 results brower 对话框用来选择要看的是那种分析(tran,dc,ac)的那种波形，双击你要看的波形就可以了。
3.2主面板3.2.1窗口panel# 用来看波形wave list 观察波形的列表3.2.2按钮panels 观察窗口个数控制window 观察窗口显示控制measure 测量控制，有对某点的测量和点到点的测量configuration 不明tools 不明3.3快捷按钮3.3.1 results brower 的开关按钮3.3.2变量运算函数编辑器3.3.3打印3.3.4测量某点坐标3.3.5两点间坐标检测3.3.6窗口显示控制4．.sp 文件介绍对于一个用hspice模拟的电路，一般可以分为两个部分来描述：1 电路单元的.sp文件。
名字多为：unit.sp 比如：nand2g.sp它一种子电路的形式，就像我们电路中的一些小单元或者Verilog中的module，用来调用，。
hspice的使用
hspice的使用第一章Star-Hspice介绍Star-Hspice优化仿真电路仿真器试Anvant!公司的工业级的电路分析软件，用以电子电路的稳态、瞬态及频域的仿真和分析。
该软件可以精确的仿真、分析、优化从直流到高于100GHz频率的微波的电路。
Star-Hspice是理想的电路单元设计和模型处理的工具，也是信号完整性和传输线分析的选择工具。
本章包括下列内容：◆ Star-Hspice应用◆ Star-Hspice 特点Star-Hspice应用Star-Hspice有着无与伦比的优势用于快速精确的电路和行为仿真。
它使电路级性能分析变得容易，并且生成可利用的Monte Carlo、最坏情况、参数扫描（sweep），数据表扫描分析，而且还使用了最可靠的自动收敛特性。
Star-Hspice是组成全套Avant！工具的基础，并且为那些需要精确的逻辑校验和电路模型库的实际晶体管特性服务。
被Star-Hspice仿真的电路的大小局限于计算机所使用的虚拟内存。
Star-Hspice软件对接口可用于各式各样设计框架的各种计算机平台作了优化。
Star-Hspice的特征图1－1：Star-Hspice Design FeatureStar-Hspice 与绝大多数SPICE的变种相兼容，并有如下附加的特征：◆ 优秀的收敛性◆ 精确的模型，包括许多加工模型◆ 层次节点命名参考◆ 对模型和电路单元的最优化，在AC，DC和瞬态仿真中，带有递增和同步的多参数优化。
◆ 带解释的Monte Carlo和极坏设计支持◆ 可参数化单元的输入输出及行为算术描述（algebraics）◆ 有对高级逻辑仿真器校验库模型的单元特征化工具◆ 对PCB板，多芯片，包装，IC技术的几何损耗耦合传输线◆ 离散部件，针脚，包装和销售商IC库◆ 来自于多重仿真的AvanWaves 交互式波形图和分析图1－2:Star-Hspice电路分析类型图1－3:Star-Hspice 模型技术集成电路级和系统级的仿真需要组织结构的计划和晶体管模型与子电路(Subcircuit)间的交互作用。
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• 元件名：以关键字母起始、不超过16个字符的元 件标识； • 节点映射表：依次排列的接口节点； • 参数表：元件参数赋值，不写明则取默认值。
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Hspice 简介
• 工业界最广泛使用的 IC 设计工具 • 支持 Bsim3v3、Bsim4 等深亚微米级纳米级 MOSFET模型 • 电路仿真能得到精确有结果
• 混合源 ▫ V1 1 0 0.5V AC=10V,90
直流电压 0.5 V，交流电压幅度 10 V，相位 90 度
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独立源——瞬态源
• 用不同的关键字标识不同的瞬态波形
▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ Trapezoidal pulse (PULSE function) Sinusoidal (SIN function) Exponential (EXP function) Piecewise linear (PWL function) Single-frequency FM (SFFM function) Single-frequency AM (AM function) Pattern (PAT function)
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Synopsys, HSPICE®Simulation and Analysis User Guide (2007);
调用工艺库文件
• .lib ‘<filepath/>filename’ entryname
• .lib 所调用的文件一般由芯片加工厂提供；
▫ 文件包含有所用工艺下所允许使用器件的模型参数； ▫ 文件是仿真计算的依据。
• entryname 是模型库的名称
▫ 同一工艺下可能会有多个不同的模型库； ▫ 分别对应于电路不同的工作环境（加工偏差）； ▫ 常用 tt、ss、ff、snfp、spfn 等表示。
输入文件格式
• 用加号（+）表示续行，此时加号应该是新续之行 的第一个非数字、非空格字符； • 星号（*）和美圆符号（$）可以引出注释行，但 *必须是每行第一个字母，而 $ 一般跟在一个语 句后，并与语句有至少一个空格。
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数量级的工程符号
符号 数量级
F(f)
P(p) N(n) U(u) M(m) K(k) MEG(meg) G(g) T(t)
1e-15
1e-12 1e-9 1e-6 1e-3 1e+3 1e+6 1e+9 1e+12 注：SPICE 不区分大 小写字母
DB(db)
20log10
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输入网表文件
模型与库文件 运行状态文件
.sp
.inc .lib .st0
文本输入 文本输出 图像输出
输出列表文件 测量输出文件
瞬态分析文件 直流分析文件 交流分析文件
.lis .m*#
.tr# .sw# .ac#
其它输出文件
…
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参考资料
K. S. Kundert, The Designer’s Guide to Spice & Spectre; Synopsys, HSPICE®Simulation and Analysis User Guide (2007); 陈力颖 天津大学电信学院，Hspice 语法手册
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HSpice 基础与初步应用
张凌炜 清华大学微电子所 2008 年 3 月
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各版本的使用手册主体 内容差别不大，主要是 在内部组织和目录编排 上不太相同。
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Synopsys, HSPICE®Simulation and Analysis User Guide (2007); Synopsys, HSPICE®and RF Command Reference (2007)
子电路调用
.param prn=2 .global VDD GND
X1 node0 node1 inv w=0.6u
子电路定义时共使用了三个参加：l、w、prn 其中 l、w 在定义时给出了默认值 子电路调用时只对 w 进行了调用赋值，l 为定义的默认值，prn 为全局参数值
该子电路还使用了全局节点 VDD GND
线性受控源
• 最简单、常用的是线性受控源
▫ 只有转换增益一个本征参数
Exxx n+ n- <VCVS> in+ in- gain <MAX=val> <MIN=val> + <SCALE=val> <TC1=val> <TC2=val> <ABS=1> <IC=val>
• 适用于模拟及混合信号电路的仿真验证 • 同时用于高速高性能数字电路仿真
▫ 得到更加精确的延时及功耗信息
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输入输出文件
▫ ▫ ▫ ▫ ▫ ▫ 线性 特定的函数关系 延时 传输函数（Laplace变换、频响、零极点等描述） 多输入逻辑门 噪声源
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激励源
关键字母 V 元件类形 独立电压源
I
E F G H
独立电流源
压控电压源 流控电流源 压控电流源 流控电压源
• Hspice 的独立源分为直流源、交流源、瞬态源，分别 在直流、交流、瞬态分析中起作用。 • 直流源还在交流、瞬态分析之前的工作点分析中起作 用。可用混合源同时包含直流与交流。
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一个输入文件的例子
文件标题
ห้องสมุดไป่ตู้注释
引用网单文件与库文件
分析及输出配臵
元件描述
激励源
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• 详细使用方法参见 Hspice 各版本手册相关章节
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受控源
• 受控源是输出电信号受输入电信号控制的行为级 电路元件模型。 • 受控源可实现多种形式的输出－输入关系：
无源元件及有源元件
关键字母 R 元件类形 电阻
C
L M Q J
电容
电感 MOSFET BJT JFET or MESFET
D
X W、T、U、S
Diode
子电路调用 其他多端口线性器件
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• .include ‘<filepath/>filename’
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