ASIC课程设计——MOS输出级电路设计与Hspice仿真
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目录
一．背景介绍 (1)
二．设计要求与任务 (2)
三．电路原理及设计方法 (2)
1．电阻负载共源级放大器电路原理分析 (3)
2．有源负载共源放大器设计方法 (5)
四．HSpice软件环境概述 (7)
1．简介 (7)
2．特点 (8)
3．界面预览 (8)
五．设计过程 (10)
六．结果和讨论 (11)
七．设计心得 (12)
八．库文件程序附录 (13)
一．背景介绍
ASIC是Application Specific Integrated Circuit的英文缩写，在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。ASIC的设计方法和手段经历了几十年的发展演变，从最初的全手工设计已经发展到现在先进的可以全自动实现的过程。在集成电路界ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
ASIC分为全定制和半定制。全定制设计需要设计者完成所有电路的设计，因此需要大量人力物力，灵活性好但开发效率低下。如果设计较为理想，全定制能够比半定制的ASIC芯片运行速度更快。半定制使用库里的标准逻辑单元（Standard Cell），设计时可以从标准逻辑单元库中选择SSI（门电路）、MSI（如加法器、比较器等）、数据通路（如ALU、存储器、总线等）、存储器甚至系统级模块（如乘法器、微控制器等）和IP核，这些逻辑单元已经布局完毕，而且设计得较为可靠，设计者可以较方便地完成系统设计。现代ASIC常包含整个32-bit处理器，类似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存储单元和其他模块. 这样的ASIC常被称为SoC（片上系统）。FPGA是ASIC的近亲，一般通过原理图、VHDL对数字系统建模，运用EDA软件仿真、综合，生成基于一些标准库的网络表，配置到芯片即可使用。它与ASIC的区别是用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题，而且可以随时改变其逻辑功能，使用灵活。
专用集成电路的开发可分为设计、加工与测试三个主要环节。设计过程包括：
①功能设计的目的是为电路设计做准备，将系统功能用于系统实现，便于按系统、电路、元件的级别做层次式设计。
②逻辑设计的结果是给出满足功能块所要求的逻辑关系的逻辑构成。它是用门级电路或功能模块电路实现，用表、布尔公式或特定的语言表示的。
③电路设计的目的是确定电路结构（元件联接关系）和元件特性（元件值、晶体管参数），以满足所要求的功能电路的特性，同时考虑电源电压变动、温度变动以及制造误差而引起的性能变化。
④布图设计直接服务于工艺制造。它根据逻辑电路图或电子电路图决定元件、功能模块在芯片上的配置，以及它们之间的连线路径.为节约芯片面积要进行多种方案比较，直到满意。
⑤验证是借助计算机辅助设计系统对电路功能、逻辑和版图的设计，以及考虑实际产品可能出现的时延和故障进行分析的过程。在模拟分析基础上对设计参数进行修正。
为了争取产品一次投片成功，设计工作的每一阶段都要对其结果反复进行比较取优，以取得最好的设计结果。
设计类型一般可分为全定制设计和半定制设计。前者是按图所示流程依次完成设计的各个阶段，后者是在设计的某个阶段利用已有成果，进行的更有效设计。例如对已具有合理的版图结构、经过实际使用证明是实用的模块电路进行半定制设计，就可节约布图或制造时间。标准单元法、门阵列法、可编程逻辑阵列法都是利用模块化电路进行半定制设计的常用方法。
设计方法和手段经历了几十年的发展演变，从最初的全手工设计发展到现在先进的可以全自动实现的过程。这也是近几十年来科学技术，尤其是电子信息技术发展的结果。从设计手段演变的过程划分，设计手段经历了手工设计、计算机辅助设计（ICCAD）、电子设计自动化EDA、电子系统设计自动化esda以及用户现场可编程器阶段。在计算机辅助设计系统中，以单元电路库、宏单元库形式开发的基本单元越丰富，越有利于电路设计。这些库包括基本门、触发器、译码器、微处理器核心电路、ROM、RAM以及模拟电路模块等。通常对库单元的描述有名称，功能，布尔表达式，逻辑图，电路图，电学参数，版图外框，输入、输出口和版图结构等。
二．设计要求与任务
MOS输出级电路设计与HSPICE仿真
1．理解MOS输出级电路的原理，并搭建电路；
2．选择元器件种类、数量和参数；
3．根据电路图，利用HSPICE软件，编写sp文件；
4．仿真得到增益、带宽等参数，并显示波形。
三．电路原理及设计方法
晶体管只有三个端子。其中两个需要分别用作输入端口和输出端口，余下的一个端口接地。根据接地端口，我们可得到三种放大组态，即共源级（CS）、共栅级（CG）和共漏级（CD）。所有晶体管对于小信号都是跨导g m器件。因为信号通常定义为电压，所以我们利用电阻将输出电流转为电压信号。共源级和共栅级放大器增益高，但共漏级放大器是将高阻抗变换为低阻抗而没有增益的缓冲器
所谓共源放大器是指输入输出回路中都包含MOS管的源极，即输入信号从MOS管的栅极输入，而输出信号从MOS管的漏极取出。根据放大器的负载不同，共源放大器可以分为无源负载共源放大器和有源负载共源放大器两种形式。
1．电阻负载共源级放大器电路原理分析
无源负载主要有电阻、电感与电容等，这里只讨论电阻负载共源放大器的特性。 电阻负载共源（CS ）放大器结构如图3-1所示。对于共源放大器，低频交流信号从栅极输入时，其输入阻抗很大，所以在分析时可不考虑输入阻抗的影响。
V DD R
M 1
V o
V i
图3-1 电阻负载共源放大器
1）直流分析
根据KCL 定理，由上图可列出其直流工作的方程：
R
I V V D o DD += （3-1）
当V GS ＞V th 时，MOS 管导通，有：
])(2[2
DS DS th GS N D V V V V K I --= （3-2）
则直流工作方程为（注：V GS ＝V i ，V DS ＝V o ）：
R
V V V V K V V o o th i N DD o ])(2[2---= （3-3）
进一步分工作区讨论 截止区：Vi ＜Vth ，则Vo ＝VDD ；
饱和区：Vi ＞Vth ，且Vi －Vth ≤Vo 时，有：
2)(th i N DD o V V RK V V --= （3-4）
线性区： Vo ＜Vi －Vth ，有：
])(2[2 o o th i N DD o V V V V RK V V ---= （3-5）
深线性区：Vo ＜＜2（Vi －Vth ），此时M1可等效为一压控电阻，则有：
)
(21th i N DD
on on DD
o V V R K V R
R R V V -+=
+= （3-6）
根据以上分析，可以得到共源放大器的直流转换特性曲线，即V o 与V i 的关系曲线如
图3-2所示。
V o V th V i1V i
V DD
图3-2 直流转换特性曲线
对于放大器而言，必须先确定其直流工作点，即必须先把放大器合理地偏置在某一电压，以得到合适的电压放大增益以及输入输出压摆。
可通过图解法求解直流工作点：先画出MOS 管的输出特性（I/V 特）曲线，同时在同一图上画出其直流负载线，则直流负载线与MOS 管的I/V 特性曲线相交的交点即为其直流工作点。 对于电阻负载放大器，根据直流工作方程可以直接画出其直流负载线，如图3-3所示。
I D
V GS3V GS2V GS1
V DS
V DD
V DD R
V GS4V GS5
图3-3 直流负载线
从上图得到如下结论：
① 直流工作点不能设置得太高，因为太高时，容易进入三极管区，从而减小了放大器的增益，也即减小了输入输出的压摆。
② 当然，直流工作点也不能设置得太小，因为这会使MOS 管进入截止区，进而使放大器不能工作，因此直流工作点太小，其输入输出电压的摆幅也很小。
③ 所以此类电路的直流工作点位置的确定与电路的输入输出摆幅直接相关。
2）交流小信号分析
电路的交流小信号等效电路如图3-4所示。
V o
g m V 1
+
V 1-
R
V i +-
图3-3 交流小信号等效电路图
根据KCL 定理，由上图可以得到输出电压： R V g V i m o -= （3-7） 电压增益为： D
R N D R D
N m v I V
K I V I K R g A 44
-=-=-= （3-8） 因此，可通过提高跨导值g m 、增大负载电阻R 和减小I D 的方法来提高增益。
2．有源负载共源放大器设计方法
由于采用电阻负载时存在的缺点，特别是电阻阻值的误差较大，而且大阻值的电阻所占用的芯片面积也较大，所以经常用有源负载代替，还可以提高增益。
图3-4所示是一个以电流源作为负载的共源放大器。
图3-4 电流源负载共源放大器
电流镜是模拟集成电路中最基本的单元电路之一，它是一种能将电路中某一支路的参考电流在其它支路得以重现或复制的电路。由于电流镜的电流复制能力，它常常被用来构成模拟集成电路和器件中的直流偏置电流源，成为模拟集成电路中应用最广泛的电路技术之一。
MOS管基本电流源电路由两个MOS对管组成，其偏置包括电流偏置和电压偏置。偏置的作用是使MOS晶体管及其电路处于正常的工作状态，电流偏置提供了电路中相关支路的静态工作电流。因为一个工作于饱和区的MOS管可以作为一个恒流源，所以图中的M2应处于饱和区。
图3-4 共源放大器的小信号模型
为了进行高频分析，图3-4中共源放大器的小信号等效电路如图3-5所示。这里，C gs1是M3的栅极－源极电容。注意，我们已经假设输入源极的输出电容可以忽略。电容C2由M3和M2的漏极－衬底电容与负载电容C L的并联组成。C L一般占主导地位。
在高频下分析电路可使用节点分析。在节点v1，我们把所有离开节点的电流相加并设置总和为零，得到：
其中：v1 =v gs1
解得：
其中
且
在增益开始下降但仍然远大于1 的频率下，分子的一阶项-s(C gd1/g m1)，以及分母的二阶项s2b可以忽略。对于这种情况有：
四．HSpice软件环境概述
1．简介
随着微电子技术的迅速发展以及集成电路规模不断提高，对电路性能的设计要求越来越严格，这势必对用于大规模集成电路设计的EDA工具提出越来越高的要求。自1972年美国加利福尼亚大学伯克利分校电机工程和计算机科学系开发的用于集成电路性能分析的电路模拟程序SPICE（Simulation Program with IC Emphasis）诞生以来，为适应现代微电子工业的发展，各种用于集成电路设计的电路模拟分析工具不断涌现。HSPICE是Meta-Software公司为集成电路设计中的稳态分析，瞬态分析和频域分析等电路性能的模拟分析而开发的一个商业化通用电路模拟程序，它在伯克利的SPICE（1972年推出），MicroSim公司的PSPICE（1984年推出）以及其它电路分析软件的基础上，又加入了一些新的功能，经过不断的改进，目前已被许多公司、大学和研究开发机构广泛应用。
HSPICE可与许多主要的EDA设计工具，诸如Cadence，Workview等兼容，能提供许多重要的针对集成电路性能的电路仿真和设计结果。采用HSPICE软件可以在直流到高于100GHz的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。在实际应用中，
HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用HSPICE进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。
2．特点
HSpice不但具备了Spice绝大多数功能，还具有许多新的特点，如下所述：
①优越的收敛性。Synopsys公司借着修正元件模型，方程式及演算法(algorithm)改善电脑程式求解时的收敛性。在早期的Spice模型中，由于实际元件的特性是连续的，而很多电路的饱和区与线性区的工作点在两区交界点处并不连续，故造成不收敛情况。而在HSpice中有多项设定选择，所以有极好的收敛性。
②精确的模型参数，包括许多Foundry模型参数。由于VISI制作过程的进步，使得元件进入次微米或毫微米时代。所以，在电路模拟上对元件模型的精确性与应用有更严格的要求。
③层次式节点命名和参考。
④基于模型和库单元的电路优化，逐项或同时进行AC，DC和瞬态分析中的优化。
⑤具备蒙特卡罗(Monte Carlo)和最坏情况(worst-case)分析。集成电路产品的性能好坏，除了设计及制作过程外，在产品的使用或可靠性的测试等都可以反应出产品的品质及合格率。在HSpice中，可用蒙特卡罗统计分析，用测试的结果修正原来的设计规则;同时还可以进行最坏情况分析(worst-case)模拟，以便提供产品性能的评估与合格率的分析。
⑥参数化单元的输入、输出和行为代数化。在HSpice中对于任何元件或电路单元都可以参数化，其输出、输入都可以用代数式来描述，并做运算。
⑦有较高级逻辑模拟标准库的单元特性描述工具。
⑧能对PCB、多芯片系统、封装以及IC技术中连线间的几何损耗加以模拟。
⑨图形化处理。在HSpice中，对于输出资料的图形处理器(post proessing)，可用AvanWaves处理器及.GRAPH等功能，而AvanWaves是属于视窗处理及交谈的方法，并可以做各种代数运算，其中还包括节点电压、元件电流、及电路效能的分析等。
⑩极/零点分析。此分析是HSpice中特有的功能之一，特别是对于网路分析与类比电路如放大器、滤波器等设计尤为重要。通过分析极点、零点的分布，可以分析系统的稳定度。在电路性能分析中，一般都要在不同应用条件下，根据需要加入各种容差和限制进行直流分析(.DC)、交流分析(.AC)和瞬态分析(.TRAN)。HSpice能够通过不同的源文件去访问各种输入和模拟控制信息，并绘制和输出有关节点的分析曲线和结果。
3．界面预览
打开“hspui.exe”软件可以看到如图4-1的界面：
图4-1 Hspui界面预览
首次使用软件时需要关联波形显示软件，在图4-1中打开configuration→options，在waveview栏中添加路径“D:\synopsys\Hspice_K-2015.06-3\BIN\awaves.exe”，如图4-2所示。
图4-2 关联波形显示软件
打开“awaves.exe”，Avanwave软件界面如图4-3所示。
图4-3 Avanwave界面预览
五．设计过程
根据图3-4电路图和相关参数，建立网表文件test.sp，程序如下：
*HSPICE SIMULATION FILE
.OPTIONS POST = 2 LIST
*COMMON-SOURCE USING ACTIVE LOAD
.lib "cmos_model.lib" tt
M1 1 1 VDD VDD pmos W=40U L=2U
M2 OUT 1 VDD VDD pmos W=8U L=2U
M3 OUT VIN GND GND nmos W=8U L=2U
IREF 1 GND 400U
VIN VIN GND AC 1 SIN(1 0.04 1k)
VDD VDD GND DC 3.3
.PRINT TRAN V(OUT)
.AC DEC 30 1 1G
.TRAN 1M 5M
.END
其中，库文件内容见附录。
添加程序到Hspui软件，点击“Simulate”按钮进行仿真，仿真正确后点击按钮“WaveView”打开波形显示软件观察结果。
六．结果和讨论
Hspice模拟结果如图所示：
图6-1 输入与输出电压波形
图6-2 输出电压增益
图6-1是输入与输出的电压波形，从图中可看出，输出比输入有一定的延时，电压增益约为2。
图6-2是增益在0Hz到1GHz范围内的情况，从图中可以看出，电压增益为2.02，带宽约为209MHZ。
从结果上看，增益很小，我们可以通过调整MOS管的宽长比来提高增益，但带宽会因此而减小。
七．设计心得
从最开始的毫无头绪，无从下手，到最后成功通过验收，我体会到了成功的喜悦。虽然其中可能有不完美，但通过这次课设的锻炼使我受益匪浅。
开始拿到这个题目时，我毫无头绪，根本不知道要做些什么，最重要的是脑海中始终无法建立一个与之相关的模型。在设计的过程中遇到的问题，可以说是困难重重，就连软件安装都花费了很长时间。理论与实践存在一定的差异性，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。不过在所遇的问题处理过程中有成功也有失败，但这却实加强了自己的动手能力，最终我还是体会到了成功的喜悦。
理论与实践应该是互相促进，互相依赖的。在实验完成的时候我的心情真是无比的开心，从最初的一无所知到最后一直坚持着做完，感觉自己像是完成了一项伟大的任务，内心无比的激动与自豪。同时，在此过程中我也遇到了不少问题，同学们也都热情的给与了帮助，这也让我感觉到了团队的智慧终究不是单个人所能比拟的。总而言之这次实验，让我收获颇丰。
参考文献
[1] 模拟CMOS 集成电路设计[M]，[美]毕查德.拉扎维著，陈贵灿程军张瑞智等译，西安交通大学出版社，2003。
[2] 模拟集成电路的分析与设计[M]，[美]Paul R. Gray，Paul J. Hurst，Stephen H.Lewis，Robert G. Meyer 著，张晓林等译，高等教育出版社，2005。
[3] 集成电路设计[M]，王志功朱恩陈莹梅编著，电子工业出版社，2006.11。
[4]CMOS 模拟电路设计（第二版）[M]，[美] Phillip E. Allen，Douglas R. Holberg著，冯军李智群译，王志功审校，电子工业出版社，2005。
[5]CMOS 电路设计、布局与仿真[M]，[美]R.Jacob Baker Harry W.Li David E.Boyce
著，陈中建主译.机械工业出版社，2006。
八．库文件程序附录
***************************************************************************** ***************************** README FILE ******************************* ***************************************************************************** *
* 0.35/0.30um Logic Salicide Process SPICE Model
*
* 1. TECHNOLOGY: 0.35/0.30um Psub Twin-Well CMOS Salicide Process
* 3.3V operation TOX=70A LMIN for NMOS/PMOS:0.35um/0.35um
* 2. Model Version: *** (change document format)
* 3. Model: HSPICE Version *** LEVEL 49.(BSIM3V3.1)
* 4. UNIT: DEFAULTS IN HSPICE LEVEL 49.
* 5. THE PARAMETERS WHICH NOT LISTED ARE DEFAULT V ALUES IN HSPICE
* LEVEL 49.
* 6. HDIF depend on actual layout. Minimum rules are shown in this parameter
* 7. Lot-wafer : ***
* 8. Date : ***
* 9. ***
*10. Temperature Range : -55C <= Temp. <= 135C
*11. NMOS Model Library and Device Range:
* NMOS Model Name: nmos
* *----------------------*
* | 0.5um <= W <= 100um |
* | 0.35um <= L <= 50um |
* |----------------------*
* | TT |
* | FF |
* | SS |
* | FNSP |
* | SNFP |
* *----------------------*
*12. PMOS Model Library and Device Range:
* PMOS Model Name: pmos
* *----------------------*
* | 0.5um <= W <= 100um |
* | 0.35um <= L <= 50um |
* |----------------------*
* | TT |
* | FF |
* | SS |
* | FNSP |
* | SNFP |
* *----------------------*
*
*
***************************************************************************** ***************************** Spice Model *******************************
***************************************************************************** .LIB TT
.model nmos NMOS
+Level= 49
*
* GENERAL PARAMETERS
*
+ACM=3
+lmin=3.5e-7 lmax=5.0e-5 wmin=5e-7 wmax=1.0e-4
+Tref=27.0
+version = 3.1
+Tox= 7.00000E-09
+Xj= 2.3000000E-07
+Nch= 2.6427001E+17
+lln= 1.0000000
+lwn= 1.0000000
+wln= 1.0000000
+wwn= 1.0000000
+lint= -1.1125000E-08
+ll= 1.0879250E-14
+lw= 6.7721500E-15
+lwl= -2.4999999E-21
+wint= 1.1050000E-07
+wl= -2.0138318E-14
+ww= -1.3588075E-14
+wwl= 3.34E-21
+Mobmod= 1
+binunit= 2
+Dwg= -6.8713000E-09
+Dwb= 9.7288070E-09
*
* THRESHOLD VOLTAGE PARAMETERS
*
+Vth0= 0.6070000
+K1= 0.7001386
+K2= -1.7500001E-03
+K3= -10.4288020
+Dvt0= 16.1041740
+Dvt1= 0.7475495
+Dvt2= -3.2047360E-02
+Dvt0w= 0.1473920
+Dvt1w= 1.8000000E+05
+Dvt2w= -2.4000000E-02
+Nlx= 1.7155087E-07
+W0= 3.3856000E-07
+K3b= 3.4824250
*
* MOBILITY PARAMETERS
*
+Vsat= 9.4200000E+04
+Ua= 2.5381600E-10
+Ub= 1.1360000E-18
+Uc= 3.5605000E-11
+Rdsw= 5.5450260E+02
+Prwb= 1.3038516E-08
+Prwg= -7.5000000E-09
+Wr= 1.0000000
+U0= 4.0045690E+02
+A0= 0.6529300
+Keta= -1.5300000E-03
+A1= 0.00
+A2= 0.7706810
+Ags= 8.6840000E-02
+B0= 1.3310000E-07
+B1= 1.5000001E-06
*
* SUBTHRESHOLD CURRENT PARAMETERS *
+V off= -0.1241650
+NFactor= 0.9560750
+Cit= 2.3285000E-05
+Cdsc= 8.8010000E-04
+Cdscb= 5.0500000E-05
+Cdscd= 1.0000000E-20
+Eta0= 1.7094001E-02
+Etab= -1.3354999E-02
+Dsub= 0.3112000
*
* ROUT PARAMETERS
*
+Pclm= 1.8041080
+Pdiblc1= 0.1427000
+Pdiblc2= 1.1949505E-03
+Pdiblcb= -5.7400000E-04
+Drout= 0.5892000
+Pscbe1= 3.9285000E+08
+Pscbe2= 8.5859990E-06
+Pvag= 0.3074510
+Delta= 1.4900001E-03
+Alpha0= 0.0
+Beta0= 30.0000000
*
* TEMPERA TURE EFFECTS PARAMETERS
*
+kt1= -0.2930000
+kt2= -2.7159998E-02
+At= 2.8170000E+04
+Ute= -1.0050000
+Ua1= 4.0940000E-09
+Ub1= -4.5000000E-18
+Uc1= -7.8400000E-11
+Kt1l= 0.00
+Prt= 1.0000000E+02
*
* CAPACITANCE PARAMETERS
*
+Cj= 1E-3
+Mj= .359
+Pb= 0.753
+Cjsw= 3.13E-10
+Cjgate= 3.21E-10
+Mjsw= .43
+PHP= 0.92
+Cgdo=1.5E-10
+Cgso=1.5E-10
+Js=3.7E-6
+Jsw=7.83E-11
+Capmod= 2
+NQSMOD= 0
+Elm= 5
+Xpart= 1
+Ckappa= .6
+cf=0
+Rsh=5.7
+hdif=4.5e-7
*
*MOSFET BSIM3v3 noimod=2 & 3 noise parameters:
+noimod= 2
+NoiA=8.0769981E+19
+NoiB=4.6493420E+06
+NoiC=-3.0188414E-11
+Ef=0.9337443
+Em=4.0187329E+06
********************************************************************* .model pmos PMOS
+Level= 49
*
* GENERAL PARAMETERS
*
+ACM=3
+lmin=3.5e-7 lmax=5.0e-5 wmin=5e-7 wmax=1.0e-4
+Tref=27.0
+version = 3.1
+Tox= 7.00000E-09
+Xj= 1.8999998E-07
+Nch= 9.9481000E+16
+lln= 1.0000000
+lwn= 1.0000000
+wln= 1.0000000
+wwn= 1.0000000
+lint= -4.3660000E-08
+ll= 3.6450000E-15
+lw= -4.3645000E-15
+lwl= 0.00
+wint= 1.0750000E-07
+wl= -1.0747600E-14
+ww= -9.3500000E-15
+wwl= 0.00
+Mobmod= 1
+binunit= 2
+Dwg= -2.1300000E-08
+Dwb= 1.7106316E-12
*
* THRESHOLD VOLTAGE PARAMETERS
*
+Vth0= -0.8019000
+K1= 0.3477580
+K2= -1.5120000E-03
+K3= 12.7474540
+Dvt0= 2.5967000
+Dvt1= 0.7361000
+Dvt2= -0.1008000
+Dvt0w= 8.1884000
+Dvt1w= 6.8075000E+06
+Dvt2w= -4.2400000E-02
+Nlx= 1.9117999E-07
+W0= 5.6500000E-07
+K3b= -1.6694280
*
* MOBILITY PARAMETERS
*
+Vsat= 1.8240000E+05
+Ua= 4.2080000E-10
+Ub= 1.9735200E-18
+Uc= -1.2000000E-11
+Rdsw= 1.0818186E+03
+Prwb= -0.1409500
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*
* SUBTHRESHOLD CURRENT PARAMETERS *
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*
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*
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*
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*
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*
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*
*MOSFET BSIM3v3 noimod=2 & 3 noise parameters:
+noimod= 2
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.ENDL TT
.LIB SS
***
.ENDL SS
.LIB FF
***
.ENDL FF
.LIB SNFP
***
.ENDL SNFP
.LIB FNSP
***
.ENDL FNSP
********************************************************************************
项目实践要求以及考核标准 一、课程设计要求 项目实践是本专业的一个重要的实践环节，开设该课程的主要目的是提高学生综合应用所学专业知识的能力，训练和提高软件开发技能。要求学生在规定时间内完成一定规模适当的应用软件系统；在老师的指导下以软件设计为中心，独立地完成从需求分析、软件设计、编码到软件测试运行的软件开发全过程。通过软件开发的实践实现以下基本目标： 1.深化已学的知识，完成理论到实践的转化 通过软件开发的实践，进一步加深对软件工程方法和技术的了解，将软件工程的理论知识运用于开发的实践，并在实践中逐步掌握软件工具的使用。 2.提高分析和解决实际问题的能力 课程设计是软件工程实践的一次模拟训练，通过软件开发的实践，积累经验，提高分析和解决问题的能力。 3.培养“开拓创新”能力 大力提倡和鼓励在开发过程中使用新方法、新技术。激发学生实践的积极性与创造性，开拓思路设计新算法、新创意，培养创造性的工程设计能力。 二、课程设计的一般过程 课程设计大体分三个阶段： 1. 确定题目 选题规模大小及难易程度适中。课题也要具有一定复杂度。选题分为两种：一是指导老师命题，二是学生自己找题，学生选题应由指导老师批准后方可进行。选题要有先进性、综合性、实践性。可以结合企事业单位应用的实际情况进行选题。题应该实现相对完整的功能。 2. 系统开发 系统开发阶段具体分四个步骤： ⑴系统分析 简单地说，系统分析就是要弄清“做什么”，即现行系统正在做什么，新系统想要做什么。这是系统开发的第一个阶段，也是最关键的一个阶段。它是一个反复调查、分析和综合的过程。这一阶段提出的新系统的逻辑方案，是下一阶段工作的基础，是系统设计的依据。对于经管类专业的学生来说，掌握系统分析的原理与方法尤其重要。 在这一阶段，要求学生对已选定的对象与开发范围进行有目的、有步骤的实际调查或模拟实际环境，并进行科学分析，要求学生能够用管理信息系统的语言、系统分析工具，快速、准确地描述系统的现状、表达系统的需求，以便在现行系统的基础上，建立一个满足用户需求的新系统的逻辑模型。 系统分析完成后，形成系统分析报告。 ⑵系统设计 简单地说，系统设计就是要弄清“怎么做”。它根据系统分析阶段所提出的新系统的逻辑方案，进一步提出新系统的物理方案。 在这一阶段，要求学生在系统分析的基础上，根据新系统逻辑模型所提出的各项要求，结合实际的条件，设计出新系统的总体结构和基本框架，并进一步使设计方案具体化、规范化、系统化，最终建立起新系统的物理模型。 系统设计完成后，形成系统设计报告。 ⑶系统实施 简单地说，系统实施就是要“具体做”。它将系统设计阶段所提出的新系统的物理方案付诸实施。 在这一阶段，要求学生编制程序，并进行程序调试、系统分调及系统总调。 系统实施完成后，形成系统实施报告。 ⑷系统评价 简单地说，系统评价就是要问“做得怎么样”。它是对已经开发完成的系统进行客观的评价。 在这一阶段，要求学生总结课程设计的过程、体会；对已经开发完成的系统性能、功能、
§电路级和行为级仿真 §直流特性分析、灵敏度分析 §交流特性分析 §瞬态分析 §电路优化（优化元件参数） §温度特性分析 §噪声分析 例(Hspicenetlist for the RC network circuit)： .title A SIMPLE AC RUN .OPTIONS 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 输出文件：一系列文本文件 ?*.ic：initial conditions for the circuit ?*.lis：text simulation output listing ?*.mt0,*.mt1…：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 .TITLE 语句 .TITLE
《动态网页设计》课程设计实施方案 一、课程设计的目的 课程设计是工科各专业的主要实践性教学环节之一，是围绕一门主要基础课或专业课，运用所学课程的知识，结合实际应用设计而进行的一次综合分析设计能力的训练。 《动态网页设计》是针对网站建设程序员岗位能力进行培养的一门核心课程。本课程构建于计算机文化基础、Dreamweavr网页设计、SQL数据库设计、C#程序设计、管理信息系统等课程的基础之上，主要培养学生对网站项目的初步分析、并利用Visual Studio 2008开发平台进行网站建设、建设完成后能对网站进行初步测试的能力，同时注重培养学生的社会能力和方法能力。 本次课程设计旨在培养学生在本课程范围内，初步掌握解决实际应用问题时所应具备的查阅资料、综合运用所学知识的能力，为毕业设计及今后从事专业工作打下基础。 二、课程设计的任务、内容及要求 任务： 学生根据老师给定或者学生自己拟订经老师认可后的课题进行课程设计，最终完成并提交解决方案以及课程设计报告书。 内容：课程设计参考题目（详见课程设计任务书） 1.网上考试系统 2.网上求职招聘系统 3.人事工资管理系统 4.房屋资讯信息网 5.网上订票系统 6.干洗店管理 7.停车场管理系统 8.多功能教室预约系统 9.车辆维修管理系统 10.游船计时收费管理系统 要求： 1.设计方案正确 2.数据与功能分析详细 3.网站界面美观大方、风格统一 4.网站使用方便，交互性较好; 5.编码简洁、规范、稳定、高效 6.独立查阅资料 7.认真撰写课程设计报告
三、课程设计进程安排 课程设计时间为二周，分五个阶段完成： 1. 设计准备阶段： 指导教师准备参考题目，方案论证，软硬件环境准备。这一阶段在两周内完成。 2. 分析设计阶段： 指导教师引导下，学生积极自主学习和钻研问题，明确设计要求，找出实现方法,按照需求分析、总体设计、详细设计这几个步骤进行。这一阶段1~2天完成。 3. 编码调试阶段： 根据设计分析方案编写动态网页部分代码，然后调试该代码，实现课题要求的功能。 这一阶段在3~5天内完成。 4. 测试阶段 这一阶段在1~2天内完成。 5. 总结报告阶段： 总结设计工作，写出课程设计说明书,要求学生写出需求分析、总体设计、详细设计、编码、测试的步骤和内容。这一阶段在2~3天完成。 6.考核评分阶段： 依据任务书对所完成的程序进行功能检验、提问、相关学生集体汇报等。这一阶段在1~2天内完成。 四、课程设计地点 .NET实验室。 五、组织管理 分组领取任务，按每小组3-4人的标准进行分组。 课程设计期间，严格按照作息时间表进行考勤，做好出勤记录。 课程设计期间，制定值日表，轮流做好机房卫生工作。 六、考核评估说明（附表格） 通过老师考核、小组互评的方式，结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，总结报告和作品水平以及学习态度综合评价。成绩分为优、良、及格和不及格四等。 考核标准包括： 1．职业素养（30%） 包括工作态度（10分）、协作能力（１０分）、道德（５分）、自学能力（５分）等，该部分评分由组长和老师共同评定。
IC课程设计报告 题目TSPC锁存器的设计与HSPICE仿真学院 专业 班级 学生姓名 日期
指导教师（签字） HSPICE简介 SPICE（Simulator Program with Integrated Circuit Emphasis，以集成电路为重点的模拟程序）模拟器最初于20世纪70年代在berkeley开发完成，能够求解描述晶体管、电阻、电容以及电压源等分量的非线性微分方程。SPICE 模拟器提供了许多对电路进行分析的方法，但是数字VLSI电路设计者的主要兴趣却只集中在直流分析（DC analysis）和瞬态分析（transient analysis）两种方法上，这两种分析方法能够在输入固定或实时变化的情况下对节点的电压进行预测。SPICE程序最初是使用FORTRAN语言编写的，所以SPICE就有其自身的一些相关特点，尤其是在文件格式方面与FORTRAN有很多相似之处。现在，大多数平台都可以得到免费的SPICE版本，但是，往往只有商业版本的SPICE 才就有更强的数值收敛性。尤其是HSPICE，其在工业领域的应用非常广泛，就是因为其具有很好的收敛性，能够支持最新的器件以及互连模型，同事还提供了大量的增强功能来评估和优化电路。PSPICE也是一个商业版本，但是其有面向学生的限制性免费版本。本章所有实例使用的都是HSPICE，这些实例在平台版本的SPICE中可能不能正常运行。 虽然各种SPICE模拟器的细节随着版本和操作平台的不同而各不相同，但是所有版本的SPICE都是这样工作的：读入一个输入文件，生产一个包括模拟结果、警告信息和错误信息的列表文件。因为以前输入文件经常是以打孔卡片盒的方式提供给主机的，所以人们常常称输入文件为SPICE“卡片盒（deck）”，输入文件中的每一行都是一张“卡片”。输入文件包含一个由各种组件和节点组成的网表。当然输入文件也包含了一些模拟选项、分析指令以及器件模型。网吧可以通过手工的方式输入，也可以从电路图或者CAD工具的版图(layout)中提取。 一个好的SPICE“卡片盒”就好像是一段好的软件代码，必须具有良好的可读性、可维护性以及可重用性。适当地插入一些注释和空白间隔有助于提高“卡片盒”的可读性。一般情况下，书写SPICE“卡片盒”的最好方法就是：先找一个功能完备、正确的“卡片盒”范例，然后在此基础上对其进行修改。
Hspice简明手册 Hspice简明手册 Hspice是一个模拟电路仿真软件，在给定电路结构和元器件参数的条件下，它可以模拟和 计算电路的各种性能。用Hspice分析一个电路，首先要做到以下三点： （1）给定电路的结构（也就是电路连接关系）和元器件参数（指定元器件的参数库）； （2）确定分析电路特性所需的分析内容和分析类型（也就是加入激励源和设置分析类 型）； （3）定义电路的输出信息和变量。 Hspice规定了一系列输入，输出语句，用这些语句对电路仿真的标题，电路连接方式，组 成电路元器件的名称，参数，模型，以及分析类型，以及输出变量等进行描述。 一Hspice输入文件的语句和格式 Hspice输入文件包括电路标题语句，电路描述语句，分析类型描述语句，输出描述语句， 注释语句，结束语句等六部分构成，以下逐一介绍：
1 电路的标题语句 电路的标题语句是输入文件的第一行，也成为标题行，必须设置。它是由任意字母和字 符串组成的说明语句，它在Hspice的title框中显示。 2 电路描述语句 电路描述语句由定义电路拓扑结构和元器件参数的元器件描述语句，模型描述语句和电 源语句等组成，其位置可以在标题语句和结束语句之间的任何地方。（1）电路元器件 Hspice要求电路元器件名称必须以规定的字母开头，其后可以是任意数字或字母。除 了名称之外，还应指定该元器件所接节点编号和元件值。 电阻，电容，电感等无源元件描述方式如下： R1 1 2 10k (表示节点1 与2 间有电阻R1,阻值为10k 欧) C1 1 2 1pf (表示节点1 与2 间有电容C1,电容值为1pf) L1 1 2 1mh (表示节点1 与2 间有电感L1,电感值为1mh) 半导体器件包括二极管，双极性晶体管，结形场效应晶体管，MOS 场效应晶体管等， 这些半导体器件的特性方程通常是非线性的，故也成为非线性有源元件。在电路CAD工具 进行电路仿真时，需要用等效的数学模型来描述这些器件。 （a）二极管描述语句如下：
课程设计案例 一．推荐理由 本课程设计实践环节建立在《机械原理》、《过程原理及设备》和《机械设计》等课程的基础上进行，涉及面广。在强调基本原理的基础上，注重学生对具体问题的解决能力。 这是本专业学生第一次尝试独立设计，是第一次将课程中所学的知识应用于实际设备设计工作的实践活动，对学生的今后专业有较深的影响。 二．案例详细说明 1．概述 本案例，要求学生进行一台换热器的设计和计算。在这一过程中，学生通过应用《过程原理及设备》中知识，对换热器的热工进行计算，确定工艺参数。在此基础了，应用《机械设计》等相关知识，对换热器的结构和强度进行分析计算和设计。采用CAD制图，进行全面掌握材料、机械加工、机械设计等方面的知识。为今后从事本专业工作打下基础。 2．教学的目标和能力要求 教学的目标：是为了进一步巩固和加深课程阶段所学的理论知识、培养独立分析问题和解决问题的能力，使学生对过程装备的设计有一完整、系统的认识，提高学生的科学计算、绘图和使用技术资料的能力，让学生在设计过程中得到系统的训练，培养综合设计的能力。 能力要求：要求学生从某一功能与原理出发，拟定所要设计的设备方案，能进行相关的设计计算，绘设备总图及部分零件图，编写相关计算说明书。能应用CAD进行机械制图。 3．设计任务 （1）设计题目：用水冷却煤油产品的U型管式换热器的设计（四） （2）设计任务及条件 ?使煤油从150℃冷却到40℃，压力0.1MPa； ?冷却剂为水，水压力为0.3MPa。 ?处理量为24t/h。 （3）设计内容 ?合理的参数选择和结构设计： ?传热面积；管程设计包括：总管数、程数、管程总体阻力校核；壳体直径； 结构设计包括流体壁厚；主要进出口管径的确定包括：冷热流体的进出口 管传热计算和压降计算，
电路模拟实验专题 实验文档
一、简介 本实验专题基于SPICE（Simulation Program With Integrated Circuit）仿真模拟，讲授电路模拟的方法和spice仿真工具的使用。 SPICE仿真器有很多版本，比如商用的PSPICE、HSPICE、SPECTRE、ELDO，免费版本的WinSPICE，Spice OPUS等等，其中HSPICE和SPECTRE功能更为强大，在集成电路设计中使用得更为广泛。因此本实验专题以HSPICE和SPECTRE作为主要的仿真工具，进行电路模拟方法和技巧的训练。 参加本实验专题的人员应具备集成电路设计基础、器件模型等相关知识。 二、Spice基本知识(2) 无论哪种spice仿真器，使用的spice语法或语句是一致的或相似的，差别只是在于形式上的不同而已，基本的原理和框架是一致的。因此这里简单介绍一下spice的基本框架，详细的spice语法可参照相关的spice教材或相应仿真器的说明文档。 首先看一个简单的例子，采用spice模拟MOS管的输出特性，对一个NMOS管进行输入输出特性直流扫描。V GS从1V变化到3V，步长为0.5V；V DS从0V变化到5V，步长为0.2V；输出以V GS为参量、I D与V DS之间关系波形图。 *Output Characteristics for NMOS M1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0u VGS 1 0 1.0 VDS 2 0 5 .op .dc vds 0 5 .2 Vgs 1 3 0.5 .plot dc -I(vds) .probe *model .MODEL MNMOS NMOS VTO=0.7 KP=110U +LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7 .end 描述的仿真电路如下图，
综合实践课程设计 一、指导思想 综合实践活动课程是基于学生的直接经验和成长背景，密切联系学生自身生活和社会生活，注重对知识技能的综合运用。它是《九年制义务教育课程计划》所规定的小学3-6年级的一门必修课程。每一个学生的个性发展都具有独特性、具体性，每一个学生都有自己的需要、兴趣和特长，都有自己的认知方式和学习方式，他们的发展不仅仅是通过书本知识的学习而获得的。综合实践活动的设计与实施，有利于克服书本知识和课堂教学的时空局限，引导学生在社会生活中学习，在实践中发展。 综合实践活动课程以小组活动为主要开展形式，在教师指导下从社会和学生自身生活中选择和确定主题作为课程主要内容，以学生自主选择、亲身体验、研究探索为主要学习形式，要求学生积极参与到各项活动中去，在“调查”、“考察”、“实验”、“探究”、“设计”、“操作”、“制作”、“服务”等一系列活动中发现和解决问题，体验和感受生活，发展实践能力和创新能力。 二、学校环境和资源分析 我校地处乡镇社区，自然条件、社会文化等方面的课程资源有着得天独厚的条件，这些条件为学校实施综合实践活动提供了丰富的课程内容和学生开展实践活动的广阔空间。 我校在学生小组合作学习方面积累了一定的经验。我们的班队活动、兴趣小组活动、校园文化节活动等活动类课程一贯开展得有声在色，再加上实行学生自主管理以及构建浓郁的校园特色文化等方面，为学校综合实践活动课程的常态有效实施打下了坚实的基础。 三、课程目标 综合实践活动的总目标是通过密切学生与生活的联系、与学校的联系、与社会的联系，帮助学生获得亲身参与实践的积极体验和丰富经验；提高学生对自然、社会和自我之内联系的整体认识，发展学生的创新精神、实践能力、社会责任感以及良好的个性品质。 四、各年级规划思路： 三年级 1、能力目标是：具有问题意识、规划与设计的能力、实验与观察的能力。 2、情感态度价值观：养成按计划完成一件事的好习惯，能够持之以恒。 3、三年级活动名称：《身边的零食》 主要内容：引导学生关注身边的生活，从日常生活、学习生活、家庭生活中发现一些有意义、有价值的问题，设计调查研究计划，开展调查研究，向小伙伴进行展示。 选题可以是：《学习用具的调查》、《校园垃圾的调查》、《课间游戏研究》、《身边的食品安全》等。 四年级 1、能力目标是：总结与交流的能力、调查与访问的能力、实验与观察的能力。 2、情感态度价值观：欣赏他人——学习别人的长处，取长补短；认识自己——了解自己的优势，发挥自己的长处，知道自己的不足，设法改进。 3、四年级活动名称：走进县博物馆，感受历史
基于项目的STEAM 课程设计与实践 ——以《探究气球动力车的性能》为例 一、项目式学习 项目式学习可以是一个长期复杂工程，有时整个学期就完成一个大项目（通常被拆分成很多小项目）。另外，PBL 比较强调真实世界的任务和问题，并且产出“有形”产品来解决问题。有两个关键点：一个引发活动的问题或难题，学生自主创造出一个成果来回答问题或解决问题。经典的项目式学习选取跨学科的主题内容，让学生基于现实情境，解决实际问题，它能从更广、更深、更结构化的层次对学生的综合能力进行培养和提升。 二、项目解析 力无处不在，运动永不停歇。生活中有很多情形的产生都与力和运动有着密不可分的联系。当有学者们在滑冰场滑旱冰的时候，用手推墙壁，身体会向后移动；人们蛙泳的时候，双脚向后蹬水，身体会向前移动；火箭升空时，箭尾喷出的气体推动箭体升空；运动员在跳高时，用 单脚起跳，使身体腾空而起，跨过横杆…… 本项目是有学者校基于苏教版科学四年级下册《物体的运动》和《万能的力》单元，自主研发的STEAM 课程。依据《小学科学课程标准》中物质科学领域“知道测量距离的方法”、“知道生活中常见的摩擦力 是直接施加在物体上的力”和工程技术领域“工程的设计是核心，学生能将自己简单的创意转化为模型”的核心概念，引导学生将摩擦力、反作用力等科学概念应用于实践，培养学生内在的学习动机和兴趣。 三、教学过程 （一）发现 1.游戏引入：当有学者吹起一个气球，松手后，气球会呈现什么样的状态呢？ 2.课堂展示。学生在讲台进行演示，其他同学仔细观察并描述气球的运动状态。 教师通过此游戏，让学生观察气球的运动方式，初步感知作用力与反作用力是方向相反的，再通过观察图片分析生活中常见的有关作用力
第一章概 论 §1.1 HSPICE简介 随着微电子技术的迅速发展以及集成电路规模不断提高，对电路性能的设计要求越来越严格，这势必对用于大规模集成电路设计的EDA工具提出越来越高的要求。自1972年美国加利福尼亚大学柏克莱分校电机工程和计算机科学系开发的用于集成电路性能分析的电路模拟程序SPICE （Simulation Program with ICEmphasis）诞生以来，为适应现代微电子工业的发展，各种用于集成电路设计的电路模拟分析工具不断涌现。HSPICE是MetaSoftware公司为集成电路设计中的稳态分析，瞬态分析和频域分析等电路性能的模拟分析而开发的一个商业化通用电路模拟程序，它在柏克莱的SPICE（1972年推出），MicroSim公司的PSPICE（1984年推出）以及其它电路分析软件的基础上，又加入了一些新的功能，经过不断的改进，目前已被许多公司、大学和研究开发机构广泛应用。HSPICE可与许多主要的EDA设计工具，诸如Candence,Workview等兼容，能提供许多重要的针对集成电路性能的电路仿真和设计结果。采用HSPICE软件可以在直流到高于100MHz的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。在实际应用中，HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用HSPICE进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。 §1.2 HSPICE的特点与结构 HSPICE除了具备绝大多数SPICE特性外，还具有许多新的特点，主要有： 优越的收敛性 精确的模型参数，包括许多Foundry模型参数 层次式节点命名和参考 基于模型和库单元的电路优化，逐项或同时进行AC，DC和瞬态分析中的优化 具备蒙特卡罗（Monte Carlo）和最坏情况（worst-case）分析 对于参数化单元的输入、出和行为代数化 具备较高级逻辑模拟标准库的单元特性描述工具 对于PCB、多芯片系统、封装以及IC技术中连线间的几何损耗加以模拟 在HSPICE中电路的分析类型及其内部建模情况如图1.2.1和图1.2.2所示：
课程设计实习总结 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关高频电子线路方面的知识。下面就是小编给大家带来的课程设计心得，希望能帮助到大家! 课程设计心得1 1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了一套电路原理和pcb连接图，和芯片上的选择。这个方案总共使用了74ls248，cd4510各两个，74ls04，74ls08，74ls20，74ls74，ne555定时器各一个。 2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。 3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 4、经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。 通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了;我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的
IC课程设计报告 题目 TSPC锁存器的设计与HSPICE仿真学院 专业 班级 学生姓名 日期 指导教师（签字）
HSPICE简介 SPICE（Simulator Program with Integrated Circuit Emphasis，以集成电路为重点的模拟程序）模拟器最初于20世纪70年代在berkeley开发完成，能够求解描述晶体管、电阻、电容以及电压源等分量的非线性微分方程。SPICE 模拟器提供了许多对电路进行分析的方法，但是数字VLSI电路设计者的主要兴趣却只集中在直流分析（DC analysis）和瞬态分析（transient analysis）两种方法上，这两种分析方法能够在输入固定或实时变化的情况下对节点的电压进行预测。SPICE程序最初是使用FORTRAN语言编写的，所以SPICE就有其自身的一些相关特点，尤其是在文件格式方面与FORTRAN有很多相似之处。现在，大多数平台都可以得到免费的SPICE版本，但是，往往只有商业版本的SPICE 才就有更强的数值收敛性。尤其是HSPICE，其在工业领域的应用非常广泛，就是因为其具有很好的收敛性，能够支持最新的器件以及互连模型，同事还提供了大量的增强功能来评估和优化电路。PSPICE也是一个商业版本，但是其有面向学生的限制性免费版本。本章所有实例使用的都是HSPICE，这些实例在平台版本的SPICE中可能不能正常运行。 虽然各种SPICE模拟器的细节随着版本和操作平台的不同而各不相同，但是所有版本的SPICE都是这样工作的：读入一个输入文件，生产一个包括模拟结果、警告信息和错误信息的列表文件。因为以前输入文件经常是以打孔卡片盒的方式提供给主机的，所以人们常常称输入文件为SPICE“卡片盒（deck）”，输入文件中的每一行都是一张“卡片”。输入文件包含一个由各种组件和节点组成的网表。当然输入文件也包含了一些模拟选项、分析指令以及器件模型。网吧可以通过手工的方式输入，也可以从电路图或者CAD工具的版图(layout)中提取。 一个好的SPICE“卡片盒”就好像是一段好的软件代码，必须具有良好的可读性、可维护性以及可重用性。适当地插入一些注释和空白间隔有助于提高“卡片盒”的可读性。一般情况下，书写SPICE“卡片盒”的最好方法就是：先找一个功能完备、正确的“卡片盒”范例，然后在此基础上对其进行修改。 二、要与要求 在两相时钟技术中，必须十分小心的对两个时钟信号进行布线以保证它们的
三一文库（https://www.doczj.com/doc/c411265728.html,）/工作总结 课程设计实训总结范文 这次数据库课程设计做的还是很成功的，功能全部基本都实现了。在做的过程中出现过几次小问题，搞了很长时间才做通的。做完这次课设之后，回顾起来，数据库课设其实挺简单的。只不过以为我们以往的不深入的探究，只看表面一堆堆的代码就感觉很难很难，实际上代码不要我们写，照着模板做，一通百通，就ok了，正是因为我们的这种畏惧的敬而远之的心态导致我们数据库课程始终都是初学状态，没有一点长进，我想经过这次系统的做了这个企业进销存数据库，部分的数据库结构、功能、使用等方面与以前相比有了长足的进步，虽然知道的依然很少，但有进步都是可喜的。
在本次课程设计的软件开发的过程中，我全面实践一个面向数据库的应用系统的开发过程，学习了很多有关的知识。这样的项目对我学过的数据库课程是一个综合性很高的实践。一些以前没有学得很杂实的课程的内容，由于需要在实践中运用，刚开始我也感到很头痛。但回过头再去看教科书，经过一段时间的钻研，对与这些知识点的相关的背景，概念和解决方案理解得更透彻了，学习起来也越来越有兴趣，越来越轻松。差不多熟悉了数据库设计的每一个过程。 另外我还充分体会了从事软件开发工作需要特别严谨认真 的态度和作风，一点都马虎不得。每一个细微的细节都必须十分的注意，如果不认真思考决策，就会出现或大或小的错误，如果早期的错误隐藏下来，对后面的工作影响就会很大，甚至有时要推倒很多前面做的工作重来。有时候，我自己觉得我写的程序非常的正确，但是就是编译通不过，在查找错误的过程中，面临着否认自己的过程，非常的痛苦，只有不断地向老师提问，有时提问的问题特幼稚，可就是不懂，很是郁闷。 在反反复复的学习及询问之下，我的辛勤努力有了回报，终于做出了一个简单的软件，虽然这个软件的功能非常的简单，而
Hspice语法手册 天津大学电信学院 陈力颖
Preface 最初写作本文的目的是希望提供一份中文版的Hspice手册从而方便初学者的使用，本文的缘起是几位曾经一起工作过的同事分别进入不同的新公司，而公司主要是使用Hspice，对于已经熟悉了Cadence的GUI界面的使用者转而面对Hspice的文本格式，其难度是不言而喻的，而Hspice冗长的manual（长达2000页以上）更让人在短时间内理不出头绪。鉴于我曾经使用过相当一段时间的Hspice，于是我向他们提供了一份简单而明了的handbook来帮助他们学习，本来是准备借助一个具体运放的设计例子，逐步完善成为一份case by case的教程，但由于工作比较浩大，加之时间的关系，一直难以完成，愈拖愈久，在几个朋友的劝说下，与其等其日臻完善后再发布，不如先行发布在逐步完善，以便可以让更多的朋友及早使用收益。本文虽通过网络发表，但作者保留全部的著作权，转载时务请通知本人。由于水平的有限，讨论范围的局限及错误不可避免，恳请读者指正。联系方式为e-mail: nkchenliy@https://www.doczj.com/doc/c411265728.html,。
目录 一、HSPICE基础知识 (2) 二、有源器件和分析类型 (3) 三、输出格式和子电路 (4) 四、控制语句和OPTION语句 (6) 五、仿真控制和收敛 (7) 六、输入语句 (8) 七、统计分析仿真 (9) 天津大学电信学院 陈力颖 2006年２月
一、HSPICE基础知识 Avant! Start-Hspice（现在属于Synopsys公司）是IC设计中最常使用的电路仿真工 具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。目前，一 般书籍都采用Level 2的MOS Model进行计算和估算，与Foundry经常提供的Level 49 和Mos 9、EKV等Library不同，而以上Model要比Level 2的Model复杂的多，因此 Designer除利用Level 2的Model进行电路的估算以外，还一定要使用电路仿真软件 Hspice、Spectre等进行仿真，以便得到精确的结果。 本文将从最基本的设计和使用开始，逐步带领读者熟悉Hspice的使用，以便建立 IC设计的基本概念。文章还将对Hspice的收敛性做深入细致的讨论。 Hspice输入网表文件为.sp文件，模型和库文件为.inc和.lib，Hspice输出文件有运 行状态文件.st0、输出列表文件.lis、瞬态分析文件.tr#、直流分析文件.sw#、交流分析 文件.ac#、测量输出文件.m*#等。其中，所有的分析数据文件均可作为AvanWaves的 输入文件用来显示波形。 表1 Hspice所使用的单位 单位缩写含义 F(f) 1e-15 P(p) 1e-12 N(n) 1e-10 U(u) 1e-06 M(m) 1e-03 K(k) 1e+03 Meg(meg) 1e+06 G(g) 1e+09 T(t) 1e+12 DB(db) 20log10 注：Hspice单位不区分大小写 独立电压和电流源包括： 1. 直流源（DC）：
课程设计实习报告 篇一：课程设计实习报告 测绘工程08-2班 郭庆彪实习报告 07082967 课程设计（一） ——灯湖矿区设计 《灯湖矿区控制网设计任务通知书》 XX测绘队： 灯湖矿区位于广州省灯湖煤田东北域，煤藏总量为10000亿吨。本矿区已列入国家经济建设计划，准备进行重点开发。根据建设规划，首先需分别施测54 的1∶XX地形图及23 1∶1000地形图。图2-1为该矿区1∶50000地形图，其中虚线范围为1∶XX测图区，点划线范围为1∶1000测图区。 为了加快建井速度，需在竖井间进行对向掘进（石红-上村直线贯通），最大贯通距离为3km，矿井最大单翼长度5km，井深一般不超过300m。
为满足矿山设计，建井、生产三阶段测绘各种比例尺地形图、井巷贯通以及工业场地施工测量的需要，应在全矿区建立统一的具有足够精度密度的平面控制网与高程控制网。另外，为贯通工程需布设一专用控制网，要求两近井点横向相对中误差小于30mm。要求你队在任务通知书下达后二个月内完成技术设计和准备工作，一年内完成建网任务。 《灯湖矿区控制测量技术设计说明书》 （一）作业任务及测区概况 1．作业目的及任务范围 灯湖矿区位于广州市灯湖煤田东北域，煤藏量为10000亿吨。要求于XX年XX月之前，完成建网任务和提交阳春一矿的54 的1：XX和23 1∶1000地形图。。在全矿区建立统一的具有足够精度密度的平面控制网与高程控制网。另外，为贯通工程需布设一个专用控制网，要求两近井点横向相对中误差小于30mm。灯湖矿区的测图总面积为77km2。 2．测区概况 测区地处华东近海地区，玉山东南方向；大牛山以北的地区。面积约为77平方千米，行政律属广州市。测区内的主要的城镇有马林，史庄，白马村，小刘庄，广兴镇，广平庄，五店，王家屯，大北望，小北望等分散列式的农庄。灯湖地区有海拔在80米到300米的玉山，大广山，太山，广
电路原理图设计及Hspice仿真 实验报告 学生姓名： 学号： 指导老师： 实验内容： 用EDP原理图设计软件设计出两级运算放大器的电路图 用Hspice软件完成此两级运算放大器的仿真 实验地点：***实验室 实验时间：2009年9月——2009年12月
实验任务： 根据运算放大器的设计要求(单位增益带宽、相位裕量、输入等效噪声、功耗等)，选择电路结构，详细分析了CMOS 运算放大器的所有性能参数，使用Level one 模型进行手工计算，设计出器件的几何尺寸，最后通过Hspice 仿真软件给出了性能指标的仿真结果。 实验思路： 两级运放可以同时实现较高增益和较大输出摆幅，其设计思路是将增益和摆幅要求分别处理，而不是在同一级中兼顾增益与摆幅。即运用第一级放大器得到高增益，可以牺牲摆幅，第二级放大器主要实现大输出摆幅，以补偿第一级牺牲的摆幅，并进一步提升增益，从而克服了单级运放增益与摆幅之间的矛盾，同时实现高增益和大摆幅。 实验指标： 开环增益≥80DB； 共模抑制比≥60DB； 相位裕度≥60°； 实验步骤： 一、用EDP原理图设计软件设计两级运算放大器的电路图，电路图如图一所示： 图一：CMOS两级运算放大器电路图 1、电路工作原理： 信号由差分对管两端输入，差模电压被转化为差模电流，差模电流作用在电流镜负载上又转化成差模电压，信号电压被第一次放大后被转化为单端输出，随即进入共源级再一次被放大后从漏端输出。电路特点是通过两级结构可以同时满足增益和输出摆幅的要求，即第一级提供高增益，可以牺牲摆幅，第二级弥补摆幅，同时进一步增大增益。 2、电路主体结构 由两个两个单级放大器构成，分别是：差分输入级和共源增益级。辅助电路为偏置电路和频率补偿电路。差分输入级采用PMOS 输入对管，NMOS 电流镜负载；共源级采用NMOS 放大管，PMOS 负载管；由六个MOS 管和一个电阻构成的电流源为两级放大电路提供偏置，另外还为频率补偿MOS 管提供偏压；一个NMOS 管和一个电容构成频率补偿电路，连接在共源级的输入输出之间作为密勒补偿。图一中分别命名为M1到M13。
HSPICE介绍 1、为什么要使用Hspice进行电路仿真 Avant! Star_Hspice（Synopsys公司）是IC设计中最长用的仿真工具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。目前，一般的书籍中都采用比较简单的MODEL对MOS 电路进行计算和估算。而工艺厂商提供的MODEL往往要高级的多、复杂的多。因此设计者除了利用书本上的公式对电路进行估算外，还需要使用更高级的MODEL对电路进行精确的仿真，这就有赖于仿真工具的使用，如Hspice，Spectre。 2、Hspice仿真的流程
3、Hspice所使用的单位（不区分大小写） 4、输入文件格式（.net /.sp）
5、电路元器件在Hspice文件中的表示方法 在器件名字前面加上前缀字符，即可被Hspice程序识别，如：MOS器件前缀为：M BJT器件前缀为：Q Diode器件前缀为：D 子电路的前缀为：X 电阻、电容、电感的前缀分别为R、C、L 下面表示一个器件名为M1的MOS管 MM1 ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VAL M=VAL 下面表示一个器件名为C1的电容 CC1 net1 net2 1pf 定义子电路的语句如下： .SUBCKT SUBNAM（子电路的名字） 1 2 3 4（子电路外部节点）例子： .SUBCKT 2NAND 1 2 3 (描述电路结构) .ENDS 2NAND 调用子电路时，使用X前缀加实例名，将SUBCKT实例化，如： .XOPAMP1 4 5 6 OPAMP 6、信号源描述（激励描述）： 电压源－V，电流源－I Vxxx/Ixxx n+ n- <
1 11 部分方程段 《编程项目综合实训》课程设计报告电子通讯录设计任务书1.设计目的与要求 设计一款电子通讯录软件，用于记录所有客户信息以及所有部门领导人的联系资料，并且访问该通讯录时需要密码，以保证客户信息不外泄。该电子通讯录具有查询、添加、删除和修改客户信息以及部门领导人联系资料信息的功能。 2.设计内容 软件分为5个模块：数据库模块、用户登录模块、客户信息模块、部门领导人信息模块和用户信息维护模块： 建立“电子通讯录”的数据库及其相应表 1）（完成用户登录模块的设计与开发）（2完成“电子通讯录”主窗体界面的设计与实现 3（）完成“客户信息汇总”子模块的设计与实现）（4完成“客户信息管理”子模块的设计与实现）5（31 / I 编写设计报告 3.写出设计的全过程，附上有关资料，有心得体会。
任务叙述 4.在规定时间内完成设计，叙述并回答问题 要摘 本通讯录信息管理系统用计算机管理电子通讯录的一种计算机应用技术的创新，在计算机还未普及之前通讯录都是由联系人采用名片，笔录手工记账的方式来操作的。现在一般的通讯录管理都是采用计算机作为工具，通用编写使用的计算机通讯录管理程序来帮助人们进行更有效的通讯录信息管理，通讯录管理系统 是典型的信息管理系统（MIS），其开发主要包括数据库的建立和维护，以及前端应用程序的开发两个方面。对于前者要求建立起
数据一致性和完整性强、数据安全性好的库，在本系统中选用SQL Server Management Studio 数据库。对于后者则要求应用程序功能完备、易使用，界面友好等特点，本电子通讯录用的前端开发程序是Microsoft Visual Studio 2010. （中文摘要约150汉字） 关键字：通讯录管理系统SQL Server C# 31 / III 目录为自动生成，无需手修改不用此信息时，删此 摘要.............................................. II 第1章系统分析 (1) 1.1需求分析 (1) 1.2 可行性分析 (1) 第2章系统设计 (3) 2.1系统目标 (3) 2.2 系统功能模块设计 (3)
电路模拟实验专题 实验文档 一、简介 Simulation Program With Integrated Circuit）仿真模拟，SPICE（本实验专题基于讲授电路模拟的方法和spice仿真工具的使用。 SPICE仿真器有很多版本，比如商用的PSPICE、HSPICE、SPECTRE、ELDO，免费版本的WinSPICE，Spice OPUS等等，其中HSPICE和SPECTRE功能更为强大，在集成电路设计中使用得更为广泛。因此本实验专题以HSPICE和SPECTRE作为主要的仿真工具，进行电路模拟方法和技巧的训练。 参加本实验专题的人员应具备集成电路设计基础、器件模型等相关知识。 二、Spice基本知识(2) 无论哪种spice仿真器，使用的spice语法或语句是一致的或相似的，差别只是在于形式上的不同而已，基本的原理和框架是一致的。因此这里简单介绍一下spice的基本框架，详细的spice 语法可参照相关的spice教材或相应仿真器的说明文档。
首先看一个简单的例子，采用spice模拟MOS管的输出特性，对一个NMOS管进行输入输出特性直流扫描。V从1V变化到3V，步长为0.5V；V从0V变化到5V，步长为DSGS0.2V；输出以V为参量、I与V之间关系波形图。DSGSD *Output Characteristics for NMOS M1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0u VGS 1 0 1.0 VDS 2 0 5 .op .dc vds 0 5 .2 Vgs 1 3 0.5 .plot dc -I(vds) .probe *model .MODEL MNMOS NMOS VTO=0.7 KP=110U +LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7 .end 描述的仿真电路如下图， 图2-1 MOS管输入输入特性仿真电路图 得到的仿真波形图如下图。 程序中可以知道spice电路描述的主要组成部分。从这个简单的spice 标题和电路结束语句（1）在输入的电路描述语句中输入的第一条语句必须是标题语句，最后一条必须是结束语句。在本例中， ←标题*Output Characteristics for NMOS ……. ……结束语句←.end 2电路描述语句）（器件模型等描述，另激励源、电路描述语句描述电路的组成和连接关系，包括元器件、外，如果电路是层次化的，即包含子电路，电路描述部分还包括子电路描述（。）.subckt元器采用不同的关键字作为元件名的第一个字母，要根据类型，在描述元器件时，NMOS件关键字见下表。如本例中，管的描述为：M1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0u 表示的意思为： 元器件关键字x D G S B 模型名宽=xx 长=xx 其中D：漏结点；G：栅结点；S：源结点；B：衬底结点。