一、仿真工具的選擇
模擬電路的仿真軟件并不多,現在常用的就是三家大的EDA公司的Hspice(Synopsys), Spectre(Cadence), Eldo(Mentor)。Eldo我沒用過,不好說。Hspice和Spectre各有特點,Spetre圖形界面好,使用容易上手,可視化更好;Hspice還是文本形式。不少人喜歡Spectre(如果可以選擇的話),不大喜歡 Hspice。這就象UltraEdit和vi一樣,多數人喜歡UltraEdit,可有些人是堅定的vi的擁護者。我有點偏向于后者,就是說我更喜歡 Hspice,也喜歡vi。
Hspice的激勵需要手寫,網表需要先從電路圖導出來,可能還要根據需要作些修改。這些看上去比較煩,但只要用熟了,會發現Hspice的功能很強,使用起來也很靈活。Hspice中的一些使用技巧,我以后會列出一些,但大家要想用好,最根本的辦法就是熟讀manual,不斷嘗試,遇到問題多動腦筋。
二、仿真中的注意事項
1. 相信仿真結果
當仿真結果與預想差別比較大、或者功能出錯時,可能出問題的地方按照概率大小的順序來講一般是:A.激勵加錯; B.電路(netlist)錯(包括尺寸選取不合理);C.仿真中的option選項使用不正確;D.程序不夠精確。一般情況下,我們還是要相信仿真結果,盡力查找自身可能的錯誤。也有可能是電路正確而仿真有問題,比如晶振電路的仿真,有時仿真時不起振,實際情況卻是可以起振。這種情況一定要反復確認,不要在這里自信心太足。
2. 懷疑仿真結果
實際芯片的測試結果又往往與仿真值有差異,這可能是由于:A. 寄生效應考慮不夠完整和準確;B. 實際激勵不同于仿真時所加激勵;C. 器件自身的噪聲難以準確仿真;D. spice model不夠準確;
我們需要根據實際芯片的測試結果調整設計,這很重要。
以上兩點并不矛盾,希望在工作中細細體會。
3.仿真的完整性
借用信號完整性的概念,仿真要注意完整性。
仿真不全面,說明考慮問題不周全,該作的仿真沒有作。其結果甚至是電路的功能都不正確。這里面的東西比較多,需要學習和積累,是模擬電路設計的一個重要方面,也是模擬電路設計者的經驗和價值所在。
4. 注意觀察中間節點
一類常見的問題是,當有模擬信號到數字信號的轉換時,不僅要看輸出的數字信號是否正確,還要看模擬信號是否比較“好”。有時雖然輸出的數字信號是正確的,可是如果前一級的模擬信號已經很接近數字信號轉換的臨界狀態,那這樣的電路很可能是有問題的。這也是設計裕量不足的一種現象。
其實,對應任何模擬電路設計,都要注意中間節點。再比如穩壓管,其控制電壓在正常工作時都接近于電源或地電平,說明這里已經基本沒有margin,實際結果很可能出問題。
這里建議電路中的每個節點的信號都看一遍,看一下是否合理,比如說應該工作在飽和區的晶體管是否完全工作在飽和區,節點電壓是否有不正常的毛刺等。
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