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标题: SPICE（ Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）简介 [打印本页]

作者: libobo 时间: 2011-4-21 22:48
标题: SPICE（ Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）简介
SPICE 的全名为「特别为集成电路的仿真程序」（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis），是一种用于电路描述与模拟的语言与模拟器软体，用于检测电路的连接和功能的完整性，以及用于预测电路的行为。主要用于模拟电路和混合信号电路的模拟。由此我们便可以清楚地了解：SPICE这套程式原先发展的目的是为了模拟电子系统中日益重要的积体电路。

由于积体电路不如传统电路一般。可以在面包板（breadboard）或印刷电路板（Printed circuit board）上做实验来验证设计结果。

为了提高积体电路正式生产时的良率（yield）及降低成本，势必要在进入实际制程阶段前对其电路特性做「检查」，确保性能在规格范围之内。
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发展历史

SPICE是在1975年由加利福尼亚大学伯克莱分校的Donald Pederson在电子研究实验室首先建立的。第一版和第二版都是用 Fortran 语言编写的，但是从第三版开始用 C 语言编写。以一名为「CANCER」的电路模拟程式为蓝本，发展出今日几乎被全世界公认为电路模拟标准的SPICE原始雏型程式。

SPICE有好几种版本，成功的商业版本主要有 SPECTRE （由最初的SPICE作者之一Ken Kundert和Jacob White开始最初的框架）和 HSPICE （最初由MetaSoftware开发，现属于Synopsys）、 Eldo （最初由Anacad公司开发，现属于Mentor Graphics）等。其后由于电路设计规模的级数级增长，旧版本的SPICE的模拟速度远远不能满足需要，并且对电路规模大小也有限制，业界发展了快速SPICE。

Silvaco 公司的提供的Smartspice, SmartSpice提供最高的性能和精度，用于设计复杂的高精度模拟电路、模拟混合信号电路、分析关键网路，特性表征单元库等等。 SmartSpice兼容于流行的模拟设计流程和foundry提供的器件模型。

今日在市面上所能看到的许多SPICE同类软体：如OrCADPSpice(OrCAD)、HSPICE(Meta-Software)、IS-SPICE(intusoft)、IG-SPICE(ABAssociates)、I-SPICE(NCSS timesharing)… 等，均是以SPICE2系列为基础再加改进而成的商业化产品。

目前成功的快速SPICE商业版本主要有HSIM（最初由NASSADA公司开发，现在NASSDA公司被SYNOPSYS公司购入）, NANOSIM（SYNOPSYS，但有电路规模大小的限制，对敏感的模拟电路也有精度的缺陷，在数字电路模拟方面很成功）和ADiT（Evercad，2006年1月被Mentor Graphics并购）、ULTRASIM（CADENCE公司的快速SPICE 工具，属于最新的第三代电路模拟工具）等。目前的这些快速SPICE的主要特点是以牺牲准确性换取速度的大幅提高，因此他们的共同问题是如何在快速的同时保持准确性。

其中最广为各级学校电子电机相关科系所使用的，就非 OrCAD PSpice 莫属了。

1、SPICE仿真程序
电路系统的设计人员有时需要对系统中的部分电路作电压与电流关系的详细分析，此时需要做晶体管级仿真（电路级），这种仿真算法中所使用的电路模型都是最基本的元件和单管。仿真时按时间关系对每一个节点的I/V关系进行计算。这种仿真方法在所有仿真手段中是最精确的，但也是最耗费时间的。
SPICE（Simulation program with integrated circuit emphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。
SPICE可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。SPICE内建半导体器件模型，用户只需选定模型级别并给出合适的参数。
2、元器件模型
为了进行电路模拟，必须先建立元器件的模型，也就是对于电路模拟程序所支持的各种元器件，在模拟程序中必须有相应的数学模型来描述他们，即能用计算机进行运算的计算公式来表达他们。一个理想的元器件模型，应该既能正确反映元器件的电学特性又适于在计算机上进行数值求解。一般来讲，器件模型的精度越高，模型本身也就越复杂，所要求的模型参数个数也越多。这样计算时所占内存量增大，计算时间增加。而集成电路往往包含数量巨大的元器件，器件模型复杂度的少许增加就会使计算时间成倍延长。反之，如果模型过于粗糙，会导致分析结果不可靠。因此所用元器件模型的复杂程度要根据实际需要而定。如果需要进行元器件的物理模型研究或进行单管设计，一般采用精度和复杂程度较高的模型，甚至采用以求解半导体器件基本方程为手段的器件模拟方法。二微准静态数值模拟是这种方法的代表，通过求解泊松方程，电流连续性方程等基本方程结合精确的边界条件和几何、工艺参数，相当准确的给出器件电学特性。而对于一般的电路分析，应尽可能采用能满足一定精度要求的简单模型（Compact model）。
电路模拟的精度除了取决于器件模型外，还直接依赖于所给定的模型参数数值的精度。因此希望器件模型中的各种参数有明确的物理意义，与器件的工艺设计参数有直接的联系，或能以某种测试手段测量出来。
目前构成器件模型的方法有两种：一种是从元器件的电学工作特性出发，把元器件看成‘黑盒子’，测量其端口的电气特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，称为行为级模型。这种模型的代表是IBIS模型和S-参数。其优点是建模和使用简单方便，节约资源，适用范围广泛，特别是在高频、非线性、大功率的情况下行为级模型几乎是唯一的选择。缺点是精度较差，一致性不能保证，受测试技术和精度的影响。另一种是以元器件的工作原理为基础，从元器件的数学方程式出发，得到的器件模型及模型参数与器件的物理工作原理有密切的关系。SPICE 模型是这种模型中应用最广泛的一种。其优点是精度较高，特别是随着建模手段的发展和半导体工艺的进步和规范，人们已可以在多种级别上提供这种模型，满足不同的精度需要。缺点是模型复杂，计算时间长。

作者: 溯1050 时间: 2012-2-12 14:54
请问智能车电路的仿真用什么软件啊 lz 如果直接焊板子验证电路成本高也费时间啊但是仿真软件里面很多元件都没有请问怎么解决啊

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