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1、2019/7/14,共88页,1,Hspice/Spectre 介绍,罗豪 2008.9.22,2019/7/14,共88页,2,模拟集成电路的设计流程,1.交互式电路图输入 2.电路仿真 3.版图设计 4.版图的验证（DRC LVS） 5.寄生参数提取 6.后仿真 7.流片,全定制,2019/7/14,共88页,3,各种仿真器简介,SPICE : 由UC Berkeley 开发。用于非线性 DC分析，非线性瞬态分析和线性的AC分析。 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
2、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。,2019/7/14,共88页,4,高精度电路仿真器,1、Spectre/SpectreRF(cadence) 2、Hspice/HspiceRF(avanti) 3、Ads(Agilent 主要针对RF) 4、eldo(Mentor Graphics) 5、saber(Synopsys),2019/7/14,共88页,5,Cadenc软件简介,Cadence 提供了一个大型的EDA 软件包，它包括： ASIC 设计 全定制IC设计工具Virtuos
3、o Schematic Composer 电路仿真工具Analog Design Environment FPGA 设计 PCB设计,2019/7/14,共88页,6,Cadence中Spectre的模拟仿真,1、进入Cadence软件包 2、建立可进行SPECTRE模拟的单元文件 3、编辑可进行SPECTRE模拟的单元文件 4、模拟仿真的设置(重点) 5、模拟仿真结果的显示以及处理 6、分模块模拟(建立子模块) 7、运算放大器仿真实例,2019/7/14,共88页,7,一、进入Cadence软件包,方法一 安装并运行exeed软件，使用putty软件（缘网下载），在Host name处填工作
4、站地址，端口默认，协议（protocol）选SSH，如图所示，然后点击Open。,2019/7/14,共88页,8,1、键入用户名和密码，在提示符处键入: source/opt/demo/cds.env(回车) 2、setenv DISPLAY 本机ip:0.0(回车)，再键入icfb&，出现的主窗口如图所示:,2019/7/14,共88页,9,方法二 1、安装winvnc软件 2、运行putty软件键入 用户名和密码，在提示 符处键入 vncserver命 令申请vnc端口 3、运行winvnc，填入 主机名称：端口号码,2019/7/14,共88页,10,二、建立可进行SPECTRE模拟
5、的单元文件,主窗口分为信息窗口CIW、命令行以及主菜单。信息窗口会给出一些系统信息（如出错信息，程序运行情况等）。在命令行中可以输入某些命令。,主菜单包括： 1、File菜单 2、Tools菜单 3、Options菜单,2019/7/14,共88页,11,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。 Exit项退出Cadence软件包。,Lib
6、rary,Cell,Schematic Symbol Layout Verilog,（View）,2019/7/14,共88页,12,Library,Cell以及View,1、library(库)的地位相当于文件夹，它用来存放一整个设计的所有数据，包括子单元（cell）以及子单元（cell）中的多种视图（view）。新建时注意选择是否链接techfile。 2、Cell（单元）可以是一个简单的单元，像一个与非门，也可以是比较复杂的单元（由symbol搭建而成）。 3、View则包含多种类型，常用的有schemetic，symbol，layout，extracted，ivpcell等等 ,新建C
7、ellview要注意选择View的类型。,2019/7/14,共88页,13,Tools菜单,在Tools菜单下，比较常用的菜单项有 Library Manager Library Path Editor Technology File Manager,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。,2019/7/14,共88页,14,Library Path Editor可以对本用户的文件路径进行修改,Technology File Manager基本上都是和工艺相关的功能和设置。比较常用的是E
8、dit Layers 可以使用在版图编辑中，用来修改原始图层的一些属性。,Library Path Editor & Technology File Manager,2019/7/14,共88页,15,Options菜单,Options菜单主要是对Cadence的一些参数进行调整和设置，如快捷键等。一般无需设置，直接使用默认值。,2019/7/14,共88页,16,三、编辑可进行SPECTRE模拟 的单元文件,选择主窗口FileOpenOpen file，打开相应的Schematic View，即进入了Composer-Schematic Editing 窗口，如右图所示。,2019/7/14
9、,共88页,17,工具栏介绍,从上至下：,1.Check and Save 2.Save 3.Zoom in by 2 4.Zoom out by 2 5.Stretch s 6.Copy c 7.Delete Del 8.Undo 9.Property q 10.Instance i,11.Wire（Narrow） w 12.Wire（Wide） 13.Wire Name l 14.Pin p 15.Cmd Options 16.Repeat,2019/7/14,共88页,18,添加元器件,点击右边工具栏“Instance”或快捷键“I”,基本的元器件，如NMOS PMOS 电阻 电容 电压
10、源 电流源 等等 都在analoglib库里。,注意！ View要选择symbol,2019/7/14,共88页,19,常用analoglib库的元器件,2019/7/14,共88页,20,元器件symbol视图,2019/7/14,共88页,21,一些快捷键,以下是一些常用的快捷键： i 添加元件，即打开添加元件的窗口； 缩小两倍； 扩大两倍； w 连线（细线）； f 全图显示； p 查看元件属性； m 整体移动（带连接关系）； shift+m 移动（不带连接关系）。,2019/7/14,共88页,22,四、模拟仿真的设置(重点),Composer-schamatic界面中的Tools An
11、alog Environment项可以打开Analog Design Environment 窗口，如右图所示。,2019/7/14,共88页,23,Analog Design Simulation菜单介绍,Session菜单,Schematic Window Save State Load State Options Reset Quit,回到电路图,保存当前所设定的模拟所用到的各种参数,加载已经保存的状态,一些显示选项的设置,重置analog artist。相当于重新打开一个模拟窗口,退出,2019/7/14,共88页,24,Setup菜单,Setup菜单,Design Simulator
12、/directory/host Temperature Model Library Environment,选择所要模拟的线路图,选择模拟使用的模型一般有cdsSpice hspiceS spectre等,设置模拟时的温度,设置库文件的路径和仿真方式,设置仿真的环境 （后仿真时需设置）,2019/7/14,共88页,25,Analyses菜单,选择模拟类型。Spectre的分析有很多种，如右图，最基本的有 tran（瞬态分析） dc（直流分析） ac（交流分析）。,2019/7/14,共88页,26,tran（瞬态分析）,2019/7/14,共88页,27,dc（直流分析）,dc（直流分析）可
13、以在直流条件下对temperature，Design Variable，Component Parameter，Model Parameter进行扫描仿真,举例:对温度的扫描（测量温度系数） 电路随电源电压变化的变化曲线等,2019/7/14,共88页,28,ac（交流分析）,ac（交流分析）是分析电路性能随着运行频率变化而变化的仿真。,既可以对频率进行扫描也可以在某个频率下进行对其它变量的扫描。,2019/7/14,共88页,29,Variables菜单,包括Edit等子菜单项。可以对变量进行添加、删除、查找、复制等操作。变量（variables）既可以是电路中元器件的某一个参量，也可以是一
14、个表达式。变量将在参量扫描（parametric analysis）时用到。,2019/7/14,共88页,30,其它有关的菜单项（1）,Tools/Parametric Analysis 它提供了一种很重要的分析方法参量分析的方法，也即参量扫描。可以对温度，用户自定义的变量（variables）进行扫描，从而找出最合适的值。,2019/7/14,共88页,31,其它有关的菜单项（2）,Outputs/To be plotted/selected on schematic,schematic子菜单用来在电路原理图上选取要显示的波形（点击连线选取节点电压，点击元件端点选取节点电流），这个菜单比较
15、常用,2019/7/14,共88页,32,其它有关的菜单项（3）,Outputs/Setup 当然我们需要输出的有时不仅仅是电流、电压，还有一些更高级的。比如说：带宽、增益等需要计算的值，这时我们可以在Outputs/setup中设定其名称和表达式。在运行模拟之后，这些输出将会很直观的显示出来。 举个例子：标识3db的点，我们用到的表达式如下：bandwidth（VF(“/Out)，3，“low”）。 需要注意的是：表达式一般都是通过计算器（caculator）输入的。Cadance自带的计算器功能强大，除了输入一些普通表达式以外，还自带有一些特殊表达式，如bandwidth、average等
16、等。,2019/7/14,共88页,33,Calculator的使用,Calculator是一个重要的数据处理工具，可以用来仿真电源抑制比，相位裕度，共模抑制比,2019/7/14,共88页,34,其它有关的菜单项（3）,Results菜单,2019/7/14,共88页,35,模拟结果的显示以及处理,在模拟有了结果之后，如果设定的output有plot属性的话，系统会自动调出waveform窗口，并显示outputs的波形，如左图,2019/7/14,共88页,36,分模块模拟(建立子模块),存在问题 在电路越来越复杂的情况下，存在许多重复单元，如果花时间分别去建立schamatic，明显会使工作更繁复。 解决方案 我们在建立了一个子电路后，可以将其看作一个整体，建立一个模块,即建立一个symbol（view name），放在用户自己库里的作
