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第三章第三章集成集成电路设计仿真软件使用介绍电路设计仿真软件使用介绍www.wdzjs.comwww.wdzjs.comUnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计oOrcadCaptureoHspiceoCosmosScope主要内容UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计哈工大MEMS中心电路的设计流程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（DRCLVS）5.寄生参数提取6.后仿真7.流片OrcadCaptureHspiceCosmosScopeCadenceDraculaUnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Ä*.opj—项目管理文件Ä*.dsn—电路图文件Ä*.olb—图形符号库文件Ä*.lib—仿真模型描述库文件Ä*.mnl—网络表文件Ä*.max—电路板文件Ä*.tch—技术档文件Ä*.gbt—光绘文件Ä*.llb—PCB封装库文件Ä*.log*.lis—记录说明文件Ä*.tpl—板框文件Ä*.sf—策略档文件capture——基本文档类型UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计capture——新建项目UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计capture——工具栏说明PlacepartPlacewirePlacenetnamePlaceBusPlacejunctionPlacepower放置阶层放置端口放置分页符Placegnd放置阶层引脚绘制无电气性质符号添加文字指示管脚不连接放置总线引出管脚UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计capture——快捷键ÄPlaceBusEntryEÄPlacePowerFÄPlaceGndGÄZoomInIÄZoomOutOÄPlacePartPÄPlaceWireWÄPlaceNetNameNÄPlaceBusBÄPlaceJunctionJUnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Capture——打开项目Ä.DSN具体的电路设计文件Ä.opj工程文件UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Capture——添加库文件ÄHspice.olbÄSource.olbÄCsmc.olbÄAll.olbPlacePart快捷键pHspice库中常用元件Comparewithgnd——比较器E_opampwithgnd——理想运放Gswithwgnd——理想开关UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Capture——设置模板Ä设置仿真库路径Ä设置.OPTIONÄ设置分析方式模板所在的库模板UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Capture——添加源输入源或者器件名称，回车直接在库里面选择UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计点击projectmanager按钮，出现下图Capture——生成网表使所设计的处于选中状态UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Capture——生成网表点击createnetlist按钮，弹出对话框，选择pspice选项卡将原来的扩展名改为.spUnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Capture——标注点击Annotate按钮，弹出annotate对话框选择第二项unconditinalreferenceupdate如果生成网表不成功，一般表示有重复定义的器件UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——配置hspice.iniÄ修改optionÄ修改电源UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——使用Äopen——调入网表文件（.sp）ÄEditnl——编辑网表文件ÄEditll——察看仿真结果ÄSimulate——察看仿真状态UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——使用Ä网表文件的第一行Ä.lib语句的修改（路径中的斜杠）Ä.option语句的设定Ä仿真语句的设定UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——使用Ä仿真完毕，点击editllÄ查找err有Errchk即为成功，否则按照error提示，修改电路图重来。UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——使用.TRANtinc1tstop1瞬态分析.Noise噪声分析.ACvar1start1stop1inc1交流分析.tf直流小信号传输点分析.pz极零点分析.op静态工作点分析.DCvar1start1stop1inc1直流分析UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——输出格式输出格式lx8(q3)表示输出q3管的源漏跨导具体表格在hspice.pdfUnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——不收敛原因（可能）Hspice仿真过程采用Newton-Raphson算法通过迭代解矩阵方程，使节点电压和支路电流满足Kirchoff定律。迭代算法计算不成功的节点，主要是因为计算时超过了Hspice限制的每种仿真迭代的总次数从而超过了迭代的限制，或是时间步长值小于Hspice允许的最小值。UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等options设置在PN结或MOS的漏与源之间跨接一个小电阻；将.option中默认的GMINDC、GMIN增大。由于所有的半导体器件模型都可能包含电感为零的区域，因此可能引起迭代的不收敛。仿真模型分块仿真；简化输入源；调整二极管的寄生电阻；电路连线错误，语句错误，其他错误可以通过查找列表文件中的warning和errors发现电路的拓扑结构解决方法可能的原因Hspice——不收敛原因（可能）UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计Hspice——不收敛解决办法Ä检查电路连线,如N管衬底没有接地等连线错误。Ä删除.option语句中除acct，list，node，post之外的所有设置，采用默认设置，查找.lis文件中关于不收敛的原因Ä使用.nodeset和.ic语句自行设置部分工作点的偏置。Ä直流扫描中电压或电流变化太快，通过增加ITL2来保证收敛，.optionITL2是在直流扫描分析中在每一步允许迭代的次数，通过增加迭代次数，可以在电压或电流变化很快的点收敛。Ä由于MOS管线性区和饱和区之间的不连续，Newton-Raphson算法在不连续点处进行迭点计算产生震荡，可以通过增减仿真步长值或改变仿真初始值(范围)来保证收敛。Ä瞬态分析不收敛主要是由于快速的电压变化和模型的不连续，对于快速的电压变化可以通过改变分析的步长值来保证收敛。Ä瞬态分析，默认采用Trapezoidal算法，精度比较高，但容易产生寄生振荡，采用GEAR算法作为滤波器可以滤去由于算法产生的振荡，具有更高的稳定性。Ä瞬态分析先进行直流工作点的计算，将计算结果作为瞬态分析在T0时刻的初始值，再通过Newton-Raphson算法进行迭代计算，在迭代计算过程中时间步长值是动态变化的，.trantstep中的步长值并不是仿真的步长值，只是打印输出仿真结果的时间间隔的值，可以通过调整.optionslvltimimaximin来调整步长值。UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——输入文件Ä.ac0——交流分析输出Ä.tr0——瞬态分析输出Ä.sw0——直流扫描输出UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——察看波形选择要查看的信号波形UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——测量参数点击measurementtool按钮，弹出measurement对话框UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——测量UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——计算器使用1、鼠标左键点击待计算信号，使其选中2、在输入栏内点击鼠标右键，输入选中信号3、如此反复，将待运算信号输入，然后点击运算符号4、点击按钮输出计算后波形计算器启动按钮UnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——多曲线显示当对单个变量进行sweep仿真时，输出多条曲线，在信号单击右键，选择弹出对话框中的MemberAttrebutesUnRegistered黑龙江大学集成电路与集成系统集成电路CAD设计CosmosScope——多曲线使用在弹出对话框中点击RainbowColored,结果如下图所示UnRegistered