HSPICE 使用流程
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。
当用户指定电路在什么温度下工作时，HSPICE也能进行不同温度下的电路特性分析，在温度低于-273℃时不予模拟。
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介绍
HSPICE介绍1、为什么要使用Hspice进行电路仿真Avant! Star_Hspice（Synopsys公司）是IC设计中最长用的仿真工具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。
目前，一般的书籍中都采用比较简单的MODEL对MOS电路进行计算和估算。
而工艺厂商提供的MODEL往往要高级的多、复杂的多。
因此设计者除了利用书本上的公式对电路进行估算外，还需要使用更高级的MODEL对电路进行精确的仿真，这就有赖于仿真工具的使用，如Hspice，Spectre。
2、Hspice仿真的流程v1.0 可编辑可修改3、Hspice所使用的单位（不区分大小写）4、输入文件格式（ /.sp）5、电路元器件在Hspice文件中的表示方法在器件名字前面加上前缀字符，即可被Hspice程序识别，如：MOS器件前缀为：MBJT器件前缀为：QDiode器件前缀为：D子电路的前缀为：X电阻、电容、电感的前缀分别为R、C、L下面表示一个器件名为M1的MOS管MM1 ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VAL M=VAL下面表示一个器件名为C1的电容CC1 net1 net2 1pf定义字电路的语句如下：.SUBCKT SUBNAM（子电路的名字） 1 2 3 4（字电路外部节点）例子：.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4(描述电路结构).ENDS OPAMP调用子电路时，使用X前缀加实例名，将SUBCKT实例化，如：.XOPAMP1 1 2 3 4 OPAMP6、信号源描述（激励描述）：电压源－V，电流源－IVxxx/Ixxx n+ n- <<DC=> dcval> <AC=acmag, <acphase>>+ <M=val>直流：V1 1 0 DC=5V 或 V1 1 0 5VI1 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 AC=10V,90 直流分量是Vxxx/ Iyyy n+ n- <tranfun>+ <M=val>tranfun：EXP, PULSE, PWL…。
第一讲HSPICE
选项设置
8 Analysis statement 仿真类型描述
9 .print/.plot/.graph/ 输出方式描述
.probe
10 .end
结束语句
.sp文件的形式输入！
1.标题语句 2.电路描述语句
3.命令语句 4.结束语句
Hspice 的网表举例
例：
1A SIMPLE AC RUN 标题
THINKING! THINKING! THINKING!
课堂总结
HSPICE HSPICE
今天学到的
集
成
电
路
网
设 计 与
的 安 装 及
表 及 说 明
使
用
今天就到这里吧!
谢谢大家
仿真核心：美国加州大学Berkeley分校开发的 SPICE模拟算法
最著名的两个商业软件：Pspice和Hspice
HSpice和PSpice 最著名的两个商业软件 Pspice：
1984年Microsim公司开发完成 第一个用于PC平台的SPICE模拟器，现为Cadence公司 产品 Pspice是个人用户的最佳选择，具有图形化的前端输入环境，
Hspice的使用流程
.sp file
Hspice网表输入格式
1 .title
标题
2 Sources (I or V)
输入激励和源
3 circuit description 电路元件描述语句
4
.lib
元件库引用
5 .model libraries
元件模型描述
6
.inc
文件包含语句
7 .options
沙子－高纯硅片－芯片 单位价值超过黄金
hspiceD使用手册
hspiceD使用手册一、HSPICE基础知识 (2)二、HSPICED的使用 (3)1．选择仿真环境 (3)2．确定model库 (3)3．加载激励 (5)4．Choose Analyses (8)三、HSPICED的注意事项 (9)1．HSPICES的state用于HSPICED需注意 (9)2．HSPICE仿真速度快造成卡机的问题 (10)一、HSPICE基础知识Avant!Start-Hspice现在是Synopsys公司的电路仿真工具，是目前业界使用最广泛的IC设计工具，甚至可以说是标准。
hspice和Spectre这两种仿真器每种都有两个接口，就是hspiceD 和hspiceS(hspice Direct,和hspice Socket)，以及spectre和spectreS(Spectre Direct,和spectre Socket)。
"Socket"接口是仿真器的一个比较老的接口。
因为在过去，很多仿真器没有强大的参数化语言，所以Cadence工具所做的就是使用cdsSpice （这个工具有强大的宏语语言，但实际上是一个比较脆弱的仿真器）来充当仿真器。
所有的网表都用cdsSpice的宏语言生成，然后再翻译成目标仿真器的语言——不保留任何参数化的东西。
这种方法是可行的，但是我们没有办法使用主流仿真器的所有特征。
大约1999年，以IC443为例，引入了"direct"接口的概念，我们就去掉了中间手段而直接用相应的语言生成网表。
这样更快，更有效，并且给出了更强大的读取主流仿真器的接口。
"Direct"接口的仿真工具输出的网表可读性更好，可以在只读模式下仿真，能够执行更高级的运算等等，所以在两大EDA工具提供商的仿真器中，hspiceD和spectre是优选。
我们根据书籍对电路的计算和估算都采用Level 2的MOS Model,与实际的Level 49和Mos9 、EKV等Liabrary不同，这些model要比Level 2的Model复杂得多，因此Designer使用Hspice、Spectre等工具进行仿真，以便得到精确的结果，是必须的。
HSPICE介绍
HSPICE介绍1、为什么要使用Hspice进行电路仿真Avant! Star_Hspice（Synopsys公司）是IC设计中最长用的仿真工具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。
目前，一般的书籍中都采用比较简单的MODEL对MOS 电路进行计算和估算。
而工艺厂商提供的MODEL往往要高级的多、复杂的多。
因此设计者除了利用书本上的公式对电路进行估算外，还需要使用更高级的MODEL对电路进行精确的仿真，这就有赖于仿真工具的使用，如Hspice，Spectre。
2、Hspice仿真的流程3、Hspice所使用的单位（不区分大小写）4、输入文件格式（.net /.sp）5、电路元器件在Hspice文件中的表示方法在器件名字前面加上前缀字符，即可被Hspice程序识别，如：MOS器件前缀为：MBJT器件前缀为：QDiode器件前缀为：D子电路的前缀为：X电阻、电容、电感的前缀分别为R、C、L下面表示一个器件名为M1的MOS管MM1 ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VAL M=VAL下面表示一个器件名为C1的电容CC1 net1 net2 1pf定义字电路的语句如下：.SUBCKT SUBNAM（子电路的名字） 1 2 3 4（字电路外部节点）例子：.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4(描述电路结构).ENDS OPAMP调用子电路时，使用X前缀加实例名，将SUBCKT实例化，如：.XOPAMP1 1 2 3 4 OPAMP6、信号源描述（激励描述）：电压源－V，电流源－IVxxx/Ixxx n+ n- <<DC=> dcval> <AC=acmag, <acphase>>+ <M=val>直流：V1 1 0 DC=5V 或V1 1 0 5VI1 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0.5vVxxx/ Iyyy n+ n- <tranfun>+ <M=val>tranfun：EXP, PULSE, PWL…。
PSPICE仿真流程
PSPICE仿真流程展开全文采用HSPICE 软件可以在直流到高于100MHz 的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。
在实际应用中，HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用HSPICE进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。
二、新建设计工程在对应的界面下打开新建工程：2）在出现的页面中要注意对应的选择3）在进行对应的选择后进入仿真电路的设计：将生成的对应的库放置在CADENCE常用的目录中，在仿真电路的工程中放置对应的库文件。
这个地方要注意放置的.olb库应该是 PSPICE文件夹下面对应的文件，在该文件的上层中library中的.olb中的文件是不能进行仿真的，因为这些元件只有.olb，而无网表.lib。
4）放置对应的元件：对于项目设计中用到的有源器件，需要按照上面的操作方式放置对应的器件，对于电容，电阻电感等分离器件，可以在libraries中选中所有的库，然后在滤波器中键入对应的元件就可以选中对应的器件，点击后进行放置。
对分离元件的修改直接在对应的元件上面进行修改：电阻的单位分别为：k m;电容的单位分别为：P n u ;电感的单位分别为：n 及上面的单位只写量级不写单位。
5）放置对应的激励源：在LIBRARIES中选中所有的库，然后键入S就可以选中以S开头的库。
然后在对应的库中选中需要的激励源。
激励源有两种一种是自己进行编辑、手工绘制的这个对应在库中选择：另外一种是不需要自己进行编辑：该参数的修改可以直接的在需要修改的数值上面就行修改，也可以选定电源然后点击右键后进行对应的修改。
6）放置地符号：地符号就是在对应的source里面选择0的对应的标号。
7）直流电源的放置：电源的选择里面应该注意到选择source 然后再选定VDC或者是其它的对应的参考。
8）放置探头：点击对应的探头放置在感兴趣的位置处。
6 对仿真进行配置：1）对放置的项目的名称进行设置，也就是设置仿真的名称。
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：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使用指南
.tran 10n 20u .end
把以上代码写进“记事本”，然后在某处新建一个文件夹，命名为”inv”,把这个记事本另 存为”inv.sp”保存在这个新建文件夹里.
打开 Hpice,点击
,选择刚刚弄好的 inv.sp 文件，点击
编译结束以后，可以点击
来观察数据输出状态，主要是检查是否有”error”
a) 脉冲源
PULSE(v1 v2 td t rtf pw per) v1为初值，v2为脉动值。Td为延迟时间，补缺值为0。tr和tf分别为上升时间和下降时间，补 缺值为tstep（瞬态分析的步长）。pw和per分别为脉冲宽度和周期，补缺值为tstop（瞬态分 析的终止时刻）。具体波形如下： pwtrtdtfpervv1v2Ot
2. 独立电压源和独立电流源
Vxxxxxxx
+
n
-
n
<<DC>直流值>
<AC<交流振幅<交流相位>>>
<瞬态值>
+-
Ixxxxxxx n n <<DC>直流值> <AC<交流振幅<交流相位>>> <瞬态值>
+
-
V和I分别是独立电压源和独立电流源的关键字，n 和n 是电源的正负节点。第一个选项为电
源的直流值（字母DC可以省略），第二个选项为交流数据，第三个选项为瞬态数据。这三 组数据可以在一次仿真中同时给出。若作直流分析，取直流常数值；若作交流分析，独立源 被视为是由振幅和相位所描述的正选小信号（频率即为交流分析频率）；作瞬态分析时，则 用随时间变化的瞬时数据（也可为常数）；支流和瞬态分析可用同一值描写，如果随时间变 化，则取t=0的值作直流分析。 瞬态数据随时间变化可以有如下五种形式：
HSPICE学习总结
生产实习报告一．目录1．实习内容记述分析1）HSPICE的基本操作过程2）网表文件结构的总结3）简单的网表文件练习4）总结书写网表文件练习过程中的注意事项5）练习电路参数的调整2．生产实习的收获与体会HSPICE学习总结操作的基本过程1．打开HSPICE操作平台：开始——程序——HSPICE——HSPUI2．打开EDIT NL项，输入网表文件并保存或者可直接在记事本中输入网表文件并保存attention：一般情况下从EDIT NL项直接保存的文件后辍为.exe，应回到保存处强行把文件后辍改为.sp，否则无法运行仿真过程3．通过OPEN项调出刚才保存的网表文件4．通过SIMULATE项可对网表文件进行仿真5．查看EDIT LL项可知仿真过程中是否出现错误，还可查管子的工作状态attention：模拟过程中经常要查看管子的工作状态以便对电路参数进行调整6．仿真所得波形可通过打开A V ANW A VES项查看网表文件结构的总结1．网表文件的基本大体结构.exe1一个简单的网表文件A SIMPLE CS AMPLIFIER *第一行为标题.OPTION POST NODE.TRAN 200P 20N *瞬态分析.PRINT TRAN V(1) V(2)M1 2 1 0 0 N L=1.6U W=50U *连接结构的描述R 3 2 5KVDD 3 0 3VVIN 1 0 0 PULSE 0.2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N *输入的描述.MODEL N NMOS LEVEL=1 *模型的定义.ENDexe2.差分结构的网表文件DIFFERENTIAL TEST.OPTION POST NODE.TRAN 200P 20N.PRINT TRAN V(5,6) V(2)M1 2 1 0 0 N L=1.6U W=50UM2 5 3 2 2 N L=1.6U W=50UM3 6 4 2 2 N L=1.6U W=50UR1 7 5 5KR2 7 6 5KVDD 7 0 3VVB 1 0 0.9VIN1 3 0 SIN(1.7 0.1 50 0 0 0)VIN2 4 0 SIN(1.7 0.1 50 0 0 180).MODEL N NMOS LEVEL=1.END在练习过程中写网表文件应注意的问题：1．网表文件第一行为标题。
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：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简明教程(复旦大学)
§5.1 输出指令 ..................................................................................................... 31 §5.2 输出参数 ..................................................................................................... 31 5.2.1 直流和瞬态分析输出参数 ....................................................................... 31 E RFIC 2 / 63
Hspice 简明教程 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 第六章
目录
功率........................................................................................................ 32 交流分析输出参数 .................................................................................. 32 网路相关参数 ......................................................................................... 33 噪声和谐波分析输出参数 ....................................................................... 33 器件参数输出 ......................................................................................... 34
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
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
Spice Overview
• SPICE : Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis – Developed by UC Berkeley
电路网表 元件库 元件模型描述 结束语句
例1(见RC_low_pass_filter.sp文件)：
.title ac sweep example .options post r1 in 1 5 c1 1 0 500pF v1 in 0 0 ac=10V .ac dec 10 1 100meg .print ac v(1) .end
Hspice 电路仿真
王雪强 刘鸣 刘萌萌 清华大学微电子学研究所 wangxq06@
IC设计流程中的电路仿真 Hspice 网单的结构,语法. 元件描述 激励源描述 器件模型描述 控制输出描述
IC设计流程中的电路仿真 Hspice 网单的结构,语法. 元件描述 激励源描述 器件模型描述 控制输出描述
• .TITLE 语句 语法：.TITLE <string of up to 72 characters> 如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它 将被认为是标题而不被执行。
• .END 语句 语法：.END <comment> 在 .END语句之后的文本将被当作注释而对模拟 没有影响。
网表：
• Numerical Approach to Circuit Simulation – For example DC, AC, transient analysis
• Must Rely on Models of Various Circuit Elements
HSpice教程
１．TITLE 语句.TITLE语句在每次随后的打印，绘制，探测或图形语句中重设打印的标题。
在下面显示的第二个表格中，string是输入文件的第一行。
输入文件的第一行总是清晰的标题。
如果一个Star-Hspice语句在一个文件中作为第一行出现，它会被解释为标题并不会被执行。
标题会在仿真的输出列表文件的每个标题部分逐字地打印出来。
一个.ALTER语句并不支持.TITLE用法。
为了对一个.ALTER语句改变标题，可以把标题内容置于.ALTER语句内。
语法.TITLE <string of up to 72 characters>或<string of up to 72 characters>２．END语句Star-Hspice输入网表文件必须有一个.END语句，作为最后地语句。
END 前面的节点是语句所需要的部分。
任何紧跟.END语句以后的文本被当作一个说明，并不影响仿真。
一个包含不止一个Star-Hspice在运行的Star-Hspice输入文件必须在每个Star-Hspice的运行中有一个.END语句。
任何仿真的数目都可以串接到一个单个的文件。
语法.END <comment>例子MOS OUTPUT.OPTIONS NODE NOPAGEVDS 3 0VGS 2 0M1 1 2 0 0 MOD1 L="4U" W="6U" AD="10P" AS="10P".MODEL MOD1 NMOS VTO="-2" NSUB="1".0E15 TOX="1000" UO="550" VIDS 3 1.DC VDS 0 10 0.5 VGS 0 5 1.PRINT DC I(M1) V(2).END MOS OUTPUTMOS CAPS.OPTIONS SCALE="1U" SCALM="1U" WL ACCT.OP.TRAN .1 6V1 1 0 PWL 0 -1.5V 6 4.5VV2 2 0 1.5VOLTSMODN1 2 1 0 0 M 10 3.MODEL M NMOS VTO="1" NSUB="1E15" TOX="1000" UO="800" LEVE L="1"+ CAPOP="2".PLOT TRAN V(1) (0，5) LX18(M1) LX19(M1) LX20(M1) (0，6E-13).END MOS CAPS３．GLOBAL语句当一个网表文件包含子电路的时候，.GLOBAL语句被使用。
HSPICE介绍
HSPICE介绍1、为什么要使用Hspice进行电路仿真Avant! Star_Hspice（Synopsys公司）是IC设计中最长用的仿真工具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。
目前，一般的书籍中都采用比较简单的MODEL对MOS 电路进行计算和估算。
而工艺厂商提供的MODEL往往要高级的多、复杂的多。
因此设计者除了利用书本上的公式对电路进行估算外，还需要使用更高级的MODEL对电路进行精确的仿真，这就有赖于仿真工具的使用，如Hspice，Spectre。
2、Hspice仿真的流程3、Hspice所使用的单位（不区分大小写）4、输入文件格式（.net /.sp）5、电路元器件在Hspice文件中的表示方法在器件名字前面加上前缀字符，即可被Hspice程序识别，如：MOS器件前缀为：MBJT器件前缀为：QDiode器件前缀为：D子电路的前缀为：X电阻、电容、电感的前缀分别为R、C、L下面表示一个器件名为M1的MOS管MM1 ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VAL M=VAL下面表示一个器件名为C1的电容CC1 net1 net2 1pf定义字电路的语句如下：.SUBCKT SUBNAM（子电路的名字） 1 2 3 4（字电路外部节点）例子：.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4(描述电路结构).ENDS OPAMP调用子电路时，使用X前缀加实例名，将SUBCKT实例化，如：.XOPAMP1 1 2 3 4 OPAMP6、信号源描述（激励描述）：电压源－V，电流源－IVxxx/Ixxx n+ n- <<DC=> dcval> <AC=acmag,<acphase>>+ <M=val>直流：V1 1 0 DC=5V 或V1 1 0 5VI1 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0.5vVxxx/ Iyyy n+ n- <tranfun>+ <M=val>tranfun：EXP, PULSE, PWL…。
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，。
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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。
当用户指定电路在什么温度下工作时，HSPICE也能进行不同温度下的电路特性分析，在温度低于-273℃时不予模拟。
二、HSPICE程序可输入的元器件和电源1.元件：包括电阻、电容、电感、耦合互感、无损耗传输线及开关等。
2.半导体器件：结型二极管、双极型晶体管、结型场效应管、MOS场效应管及MESFET等。
3.电源：独立电流源、独立电压源、线性电压控制电流源、线性电压控制电压源、线性电流控制电流源、线性电流控制电压源以及相应的非线性受控源。
其中独立源除直流源外还有脉冲源、交流正弦源、分段线性源、调幅信号源、调频信号源等。
4.子电路：HSPICE允许用户用定义器件模型相似的形式自行定义一组元器件作为子电路。
子电路的大小没有限制，子电路可以嵌套子电路，使用户在模拟含有较多重复单元电路的较大规模电路时更为方便。
三、HPICE软件的运行HSPICE可以以命令行方式方式启动，类似于DOS命令交互方式，较繁琐。
我们目前采用的是Windows标准输入界面，使用标准输入文件。
操作步骤为：1、启动Hspui.exe，出现Star-Hspice Launcher。
2、在Star-Hspice Launcher下，按Browse，选取网表输入文件（*.sp），然后按确定。
3、在Star-Hspice Launcher下，按Simulate，就会自动弹出Hspice窗口，并对电路进行模拟。
4、模拟结束后，Hspice窗口关闭。
5、在Star-Hspice Launcher下，按Avanwaves，查看输出波形。
6、可以用记事本来查看输出文档（*.list）。
四、电路模拟过程用HSPICE进行电路分析时，各个程序模块之间的关系和设计流程见图1：图1程序设计流程图电路的模拟过程描述如下：逆向设计的步骤是一开始便进入了电路原理图的输入。
原理图是根据逆向提取的结果输入。
原理图Schematics文件输入完毕并检查Check通过后，将原理图转换成网单文件。
我们首先要选择合适的工艺，并调用该工艺所提供的库文件。
该库文件中应包含用该工艺制得的三极管的各个参数值，如单位漏电流，基区方块电阻， 值等(详见HSPICE使用手册)。
有源器件，如三极管，它们的尺寸是根据工艺的最小尺寸及电路的指标要求来设定的，如发射区、基区和集电区的面积，网单文件中的各个管子后面area、areab和areac分别标明其面积因子。
这样，在模拟时，Hspice便会自动根据库文件和尺寸计算出具体各管子的参数。
电阻、电容值等参数的确定则先测量它们的尺寸，然后根据所选工艺的方块电阻和面电容的值计算得出。
将网单文件和参数生成完毕以后，我们还要输入激励源和分析语句。
输入信号根据实际情况用调用相应的信号。
按各个功能块模拟时，前一级的输出作为后一级的输入。
分析语句则根据不同的需要选用。
当我们需要知道电路每一节点的电流和电压时，选用静态工作点分析.op语句；如果需要了解在指定范围内，输出变量值随某个指定的独立源变化的规律，选用.dc语句；如要知道某个电路的幅频特性和相频特性，选用交流小信号分析语句.ac；在要查看在指定的时间间隔内，输出波形的变化函数关系，选用瞬态分析语句.tran。
还有其它语句，如噪声分析语句.noise、频域分析.four、和小信号传输函数分析.tf、小信号灵敏度分析.sens等，也能反映出电路性能的好坏。
Hspice具有很强的查错功能，可对输入的电路描述语句进行语法检查，以及电路连接关系的拓扑检查。
一旦发现错误，将输出出错信息并停止程序的运行，这时应先检查.lis文件中是否由出错信息。
五、HSPICE的基本语法1．概述1.1 文件命名Star-Hspice的输入文件类型和标准命名列出如下：输入文件类型文件名输出配置文件meta.cfg初始化文件hspice.ini直流工作点初始状态文件<design>.ic输入网表文件<design>.sp库输入文件<library_name>模拟转换数据文件<design>.d2a1.2 输入网表文件（<design>.sp）Star-Hspice 读入一个输入网表文件，并将模拟结果存在一个输出列表文件或图形数据文件中。
输入文件<design.sp>包含以下内容：●电路网表（子电路和宏、电源等）●声明所要使用的库（可选）●说明要进行的分析（可选）●说明所要求的输出（可选）输入网表文件和库文件可以由原理图的网表生成器或文本编辑器产生。
输入网表文件中的第一行必须是标题行，并且.ALTER辅助模型只能出现在文件最后的.END语句之前，除此之外，其它语句可以按任意顺序排列。
注意：如果输入文件的最后没有.END语句，将会产生错误信息。
1.2.1 输入行格式●输入网表文件不能为压缩格式。
●输入文件名的长度、语句长度以及等式长度不超过256个字符。
●除了被引用的文件名以外，不区分所有大小写。
●一行输不完转到下一行时，下一行的第一个非数字、非空格的字符必须为“+”。
●注释（“*”和“$”符号后的内容视为注释）●当输入文件中出现了特殊的控制字符时会产生错误。
由于大多数系统无法打印特殊字符，错误信息就会因为错误字符无法显示而不明确。
可以采用.OPTIONS BADCHAR语句来定位这些错误。
1.2.2 名称●名称必须以字母打头，然后可以跟上数字和下列字符：! # $ % * + - / < > [ ] _●定界符优于名称，并紧跟名称之后。
●名称可以长达1024个字符。
●名称不区分大小写。
1.2.3 定界符●输入定界符有：tab、空格、逗号、等号和小括号●一次和二次引用定界表达式和文件名●元素的属性用冒号来定界（如“M1:beta”）●用句点来表示隶属定界，如“X1.A1.V”表示电路X1的A1子电路的V结点1.2.4 结点●结点标识可以长达1024个字符（包括句号和延展部分）●结点数字开头的0被忽略●跟在以数字开头的结点编号后的字母被忽略。
如，结点1A等同结点1●结点名可以由以下任何字符打头：# _ ! %●结点可以用.GLOBAL语句声明为全局的●结点0、GND、GND！和GROUND均指的是Star-Hspice全局的地。
2. 元件输入的一般格式2.1 基本元件（R、L、C等）输入语句NAME node1, node2 …. nodeN <model reference> value <optional parameters> 其中，NAME 定义元件的类型及名称。
第一个字母用于指定元件的类型，例如：C表示电容、L表示电感、R表示电阻，剩下的字母则是给这个元件起的名字。
node1 ... nodeN 指明元件在电路中的连接情况value 指明元件的标称值。
比如：C1 2 0 10uF，表明在结点2和地之间接入一个10uF的电容C1。
<model reference> 当基本元件参数不能充分描述时，调用相应的模型来描述。
<optional parameters> 参数列表2.2 二极管输入语句Dxxx nplus nminus mname <AREA=val> <PJ=val> <WP=val> <LP=val> +<WM=val> <LM=val> <OFF> <IC=vd> <M=val> <DTEMP=val>或Dxxx nplus nminus mname <area_val <periphery_val>> <OFF> <IC=vd> +<M=val>或Dxxx nplus nminus mname <W=val> <L=val> <WP=val> <LP=val> +<WM=val> <LM=val> <OFF> <IC=vd> <M=val> <DTEMP=val>2.3 BJT输入语句Qxxx nc nb ne <ns> mname <aval> <OFF> <IC=vbeval,vceval> <M=val> +<DTEMP=val>或Qxxx nc nb ne <ns> mname <AREA=val> <AREAB=val><AREAC=val> +<OFF> <VBE=val> + <VCE=val> <M=val> <DTEMP=val>2.4 MOS器件的输入Mxxx nd ng ns <nb> mname <L=val> <W=val> <AD=val> <AS=val> <PD=val> <PS=val> <NRD=val> <NRS=val> <RDC=val> <RSC=val> +<OFF> <IC=vds, vgs, vbs> <M=val> <DTEMP=val> <GEO=val> +<DELVTO=val>orMxxx nd ng ns <nb> mname lval wval …or.OPTION WL Mxxx nd ng ns <nb> mname wval lval …3．模型语句.MODEL mname type <VERSION=version_number> <pname1=val1 pname2=val2 ...>其中，mname 所定义的模型名。