北京大学-HSPICE2010使用教程
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。
Hsipce使用
目录第1章Hspice简介...............................................................................................................- 1 - 第2章Hspice仿真准备.. (2)2.1 仿真以及相关工具准备 (2)2.2 工具简介 (2)2.3 仿真所需文件 (2)2.4 网表导出 (3)2.4.1 在cadence里导出网表文件 (3)2.4.2 在Hierux里导出网表 (4)2.4.3 Cadence网表修改 (5)2.4.4 Heirux网表修改 (7)2.4.5 器件模型的修改 (8)第3章仿真操作及注意事项 (9)3.1 编写.SP文件 (9)3.1.1 标题(TITLE) (9)3.1.2 电路的分析类型描述语句 (9)3.1.3 注释(COMMENTS) (9)3.1.4 结束(.END) (9)3.2 Hspice仿真操作 (10)3.3 注意事项 (13)3.3.1 用cadence导出网表 (13)3.3.2 会查看Hspice中的错误 (13)第1章Hspice简介Hspice线路模拟软件在早期是美国Meta-Sofeware公司根据Berkeley SPICE2G.6、SPICE3以及其他线路模拟软件所发展的工业级线路分析软件。
Hspice在基本功能部分和其他SPICE软件相似,可应用于下列领域的电子研发,即稳态(直流分析)、暂态(时间分析)及频率(交流分析)等领域。
由于Meta-Sofeware公司在集成电路研制技术持续进步与元件尺寸缩小下,对于MOSFET模拟的适用性与精确性的不断耕耘,以及该公司对元件与电路最佳化、蒙特卡罗与最坏情况分析等进阶级的模拟应用亦有自我突破,使得Hspice逐渐脱颖而出,超过PSPICE、ls-SPICE等软件,成为在集成电路设计上最普遍及最佳的晶体管层次线路模拟软件。
hspice的使用_中文手册
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。
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的使用手册推荐新手看
路参数。得到功耗、延时等性能估计。
Hspice的流程
Schematic Netlister
前端功能
HSPICE Netlist
HSPICE Simulation
Wave Data
后处理
Analysis
MetaLib CDF Symbol Library
Parameter Changes
反标注
Hspice有哪些功能?
.lib .model libraries
.end
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
设置输入激励 电路网表 元件库
元件模型描述 结束语句
Hspice的输入——网单文件
例(The Star-Hspice netlist for the RC network circuit) :
HspicHale Waihona Puke 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的基本使用方法
常用分析语句
SPICE有3种基本分析 • .TRAN 瞬态分析 • .DC 直流扫描分析 • .AC 频率特性分析 其它复杂分析都要在某种基本分析基础 上 • 打开仿真文件 • 运行仿真 • 观察波形
.SP文件格式
• 标题行
• • •
第一行是固定的标题行,软件忽略该行内容 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 .END
注释的写法
• 整行注释
以*开始的行为整行注释,*后的内容对仿 真无影响 • 语句后的注释 语句后的注释使用$
程序控制语句
rx n1 n2 cx n1 n2 lx n1 n2 vx n+ nix n+ n集成电路中的实际电阻、电容需要使用库 中的模型。
MOS管的描述格式
• 必须使用器件模型库 • MOS管的格式
至少写以下内容 mx nd ng ns nb 模型名 w=? l=? 4个节点的次数是固定的,依次为 漏、栅、源、体。
HSPICE的基本使用方法
集成电路CAD(2)
一个简单的HSPICE文件
*--------------------标题行-----------------------.option post = 2 $自动保存2个层次的电压数据 *-------------------电路网表----------------------r1 n1 n2 1k $语句后的注释 c1 n2 gnd 1u $电容 v1 n1 gnd dc 1 ac 1 sin 0 1 1k $信号源 *-------------------分析语句----------------------.tran 1u 2m $瞬态分析语句 .ac dec 10 1 1MEG $AC分析语句 *-------------------------------------------------.end
北京大学HSPICE2010使用教程
.SUBCKT
use hierarchical circuits
Definition Call
Input & Controls
al
.LIB
Definition
ms018_v1p8.lib
.LIB TT .PARAM …… .INC ‘ms018_v1p8.mdl’ .ENDL TT
用单层金属线线宽2?m不考虑线间电容和边缘电容单位面积连线对衬底电容003ff?m2金属线电阻007要求时钟信号的上升边和下降边不应大于1
HSPICE辅助设计
2010.9
SPICE Overview Simulation Input & Controls Sources & Stimuli Analysis Types Output Hspui & Waveview Exercise Tips
SPICE Overview
Netlist Structure
Input & Controls
Title Controls
Small signal model of transitor
.option post nomod .tran 100us 50ms .print v(1) v(out) i(CL) .param Load=10k
SIN
Sources & Stimuli
Sources & Stimuli Transient Sources
PWL (Piecewise Linear Source)
Analysis Types
Analysis Types
DC Operating Point
.OP
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。
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.TEMP
specifies circuit temperature for simulation
.DC
performs several types of sweeps during DC analysis for details: HSPICE Reference Manual: Commands and Control Options
Sources & Stimuli
AC, DC Sources
Sources & Stimuli
Transient Sources
PULSE
Sources & Stimuli
Transient Sources
SIN
Sources & Stimuli
Transient Sources
PWL (Piecewise Linear Source)
Controls
Components
.lib or .model or .subcircuit .alter
.param Load=5k .end
Input & Controls
Naming Conventions
Node and Element Identification
o Either Names or Numbers, no delimiters (e.g. src, n3, 11, …) o 0 is ALWAYS Ground o Trailing Alphabetic Character are ignored in Node Number (e.g. 5A = 5B = 5)
o Ground may be 0, GND, !GND
o All nodes are assumed to be local o Node names can be across all subcircuits by .GLOBAL statement (e.g. .GLOBAL VDD VSS)
Input & Controls
.ALTER
Rerun a simulation with different models/parameters/options…
Input & Controls
.DATA
Rerun a simulation with different models/parameters/options…
HSPICE辅助设计
2010.9
OUTLINE
SPICE Overview
Simulation Input & Controls
Sources & Stimuli
Analysis Types Output Hspui & Waveview Exercise Tips
SPICE Overview
Temperature (℃).
Scale Factors
F = 1e-15 M = 1e-3 G = 1e9 DB = 20log10 P = 1e-12 K = 1e3 T = 1e12 FT=0.305 N = 1e-9 MEG = X = 1e6 U = 1e-6
Input & Controls
Transient Analysis
.TRAN for details: HSPICE Reference Manual: Simulation and Analysis .FOUR
Analysis Types
.DC
to calculate transfer curves
*NMOS M1 2 1 0 0 NOS W=10U l=2U V_GS 1 0 V_DS 2 0 .OPT POST .PRINT DC I(M1) .DC V_DS 0 5 0.1 V_GS 0 5 1 .MODEL NOS NMOS LEVEL=2 .END
Input & Controls
Naming Conventions
Instance and Element Names
Input & Controls
Naming Conventions
Units
Resistor (ohm), Current (A), Frequency (Hz), Capacitor (F), Length (M), Inductor (H), Time (Sec), Voltage (V),
Analysis Types
.Tran
to calculate time-domain response
Inverter Circuit .OPTION LIST NODE POST .TRAN 200P 20N .PRINT TRAN V(IN) V(OUT) M1 OUT IN VCC VCC PCH L=1U W=20U M2 OUT IN 0 0 NCH L=1U W=20U VCC VCC 0 5 VIN IN 0 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N CLOAD OUT 0.75P .MODEL PCH PMOS LEVEL=1 .MODEL NCH NMOS LEVEL=1 .END
Sources & Stimuli
Sources
Independent Sources
o AC, DC Sources o Transient Soent Controlled Sources
o E -- VCVS o F -- VCCS o G -- CCVS o H – CCCS for details: HSPICE Reference Manual: Simulation and Analysis
Output
.MEAS (Rise, Fall, Delay)
Format Conventions
o A line may be continued by entering a plus sign('+') in column 1 of the following line.
o Quotation marks must be used to specify an algebraic equation. Both single(„ ‟) and double(“ ”) quotation marks can be used. (e.g. J = „ A+B*C ‟, K = “2*J”)
SPICE Simulation Algorithm - Tran
SPICE Overview
Basic Flow for SPICE
SPICE Overview
HSPICE
Meta-Software -> Avant! -> Synopsys
Advantages
模型较多,仿真精度高
收敛性强
o Upper and lower case is ignored except as filenames on UNIX. o The input file cannot contain lines with more than 80 columns. o Except first line, Title, and last line, .END, the order of the remaining lines is arbitrary.
Call
clocktree.sp
.LIB ms018_v1p8.lib TT
……
.ENDL FF
Input & Controls
Others
.OPTION
modifies various aspects of simulation (input/output/analysis/accuracy/algorithm, etc.)
Widely adopted, become de facto standard SBTSPICE, HSPICE, Spectre, TSPICE, Pspice, Smartspice…
SPICE Overview
SPICE Simulation Algorithm - DC
SPICE Overview
Output
.MEAS(URE)
Measurement Modes: Rise, Fall, Delay AVG, RMS, MIN, MAX, P-P Find-When
for details: HSPICE Reference Manual: Commands and Control Options
Analysis Types
Analysis Types
DC Operating Point
.OP .IC .NODESET
DC Sweep & DC Small Signal Analysis
.DC .TF .PZ
AC Sweep & Small Signal Analysis
.AC .NOISE
V_GS
V_DS
M1
Analysis Types
.AC
to calculate frequency-domain response
A SIMPLE AC RUN .OPTION LIST NODE POST .OP .AC DEC 10 1K 1MEG .PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1) V1 1 0 10 AC 1 R1 1 2 1K R2 2 0 1K C1 2 0 .001U .END
Output
Output Files Summary
Output File Type Output Listing DC Analysis Results DC Analysis measurement Results AC Analysis Results AC Analysis Measurement Results Transient Analysis Results Transient Analysis Measurement Results Subcircuit Cross-Listing Operating Point Node Voltages Extension .lis .sw# .ms# .ac# .ma# .tr# .mt# .pa# ic