(完整版)HSPICE与CADENCE仿真规范与实例..

生产实习报告一． 目录1．实习内容记述分析1）HSPICE的基本操作过程2）网表文件结构的总结3）简单的网表文件练习4）总结书写网表文件练习过程中的注意事项5）练习电路参数的调整2．生产实习的收获与体会HSPICE学习总结操作的基本过程1．打开HSPICE操作平台：开始——程序——HSPICE——HSPUI2．打开EDIT NL项，输入网表文件并保存或者可直接在记事本中输入网表文件并保存attention：一般情况下从EDIT NL项直接保存的文件后辍为.exe，应回到保存处强行把文件后辍改为.sp，否则无法运行仿真过程3．通过OPEN项调出刚才保存的网表文件4．通过SIMULATE项可对网表文件进行仿真5．查看EDIT LL项可知仿真过程中是否出现错误，还可查管子的工作状态attention：模拟过程中经常要查看管子的工作状态以便对电路参数进行调整6．仿真所得波形可通过打开A V ANWA VES项查看网表文件结构的总结1．网表文件的基本大体结构.exe1一个简单的网表文件A SIMPLE CS AMPLIFIER *第一行为标题.OPTION POST NODE.TRAN 200P 20N *瞬态分析.PRINT TRAN V(1) V(2)M1 2 1 0 0 N L=1.6U W=50U *连接结构的描述R 3 2 5KVDD 3 0 3VVIN 1 0 0 PULSE 0.2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N *输入的描述.MODEL N NMOS LEVEL=1 *模型的定义.ENDexe2.差分结构的网表文件DIFFERENTIAL TEST.OPTION POST NODE.TRAN 200P 20N.PRINT TRAN V(5,6) V(2)M1 2 1 0 0 N L=1.6U W=50UM2 5 3 2 2 N L=1.6U W=50UM3 6 4 2 2 N L=1.6U W=50UR1 7 5 5KR2 7 6 5KVDD 7 0 3VVB 1 0 0.9VIN1 3 0 SIN(1.7 0.1 50 0 0 0)VIN2 4 0 SIN(1.7 0.1 50 0 0 180).MODEL N NMOS LEVEL=1.END在练习过程中写网表文件应注意的问题：1．网表文件第一行为标题。

hspice仿真整理教程文件h s p i c e仿真整理§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(Hspice netlist 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 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 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或者：如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被执行。

.END 语句形式： .END在 .END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。

分隔符包括：tab键，空格，逗号，等号，括号元件的属性由冒号分隔，例如 M1:beta级别由句号指示，例如 X1.A1.B 表示电路X1的子电路A1的节点B常量M－毫，p－皮，n－纳，u－微，MEG－兆,例如c1 1 2 10pF；单位可以省略，例如c1 1 2 10p元件名元件名以元件的关键字母开头:电阻－R，电容-C……子电路的名字以“X”开头元件名不超过16个字符节点节点名长度不超过16个字符，可以包括句号和扩展名开始的零将被忽略：节点名可以用下列符号开始：# _ ! %节点可以通过.GLOBAL语句定义成跨越所有子电路的全局节点：.GLOBAL node1 node2 node3 …node1 node2 node3都是全局节点，例如电源和时钟名节点0，GND, GND!, GROUND 都指全局的地电位节点元件语句：器件的类型+名称器件所连接的节点参数值无源器件：电阻：Rxxx n1 n2 resistance电阻值可以是表达式。

（完整版）HSPICE与CADENCE仿真规范与实例..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 NMOSM1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0uVGS 1 0 1.0VDS 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。

现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。

高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。

目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。

(一)Ansoft公司的仿真工具现在的高速电路设计已经达到GHz的水平，高速PCB设计要求从三维设计理论出发对过孔、封装和布线进行综合设计来解决信号完整性问题。

高速PCB设计要求中国工程师必须具备电磁场的理论基础，必须懂得利用麦克斯韦尔方程来分析PCB设计过程中遇到的电磁场问题。

目前，Ansoft公司的仿真工具能够从三维场求解的角度出发，对PCB设计的信号完整性问题进行动态仿真。

Ansoft的信号完整性工具采用一个仿真可解决全部设计问题：SIwave是一种创新的工具，它尤其适于解决现在高速PCB和复杂IC封装中普遍存在的电源输送和信号完整性问题。

该工具采用基于混合、全波及有限元技术的新颖方法，它允许工程师们特性化同步开关噪声、电源散射和地散射、谐振、反射以及引线条和电源/地平面之间的耦合。

该工具采用一个仿真方案解决整个设计问题，缩短了设计时间。

它可分析复杂的线路设计，该设计由多重、任意形状的电源和接地层，以及任何数量的过孔和信号引线条构成。

仿真结果采用先进的3D图形方式显示，它还可产生等效电路模型，使商业用户能够长期采用全波技术，而不必一定使用专有仿真器。

(二)SPECCTRAQuestCadence的工具采用Sun的电源层分析模块：Cadence Design Systems的SpecctraQuest PCB信号完整性套件中的电源完整性模块据称能让工程师在高速PCB设计中更好地控制电源层分析和共模EMI。

该产品是由一份与Sun Microsystems公司签署的开发协议而来的，Sun最初研制该项技术是为了解决母板上的电源问题。

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 NMOSM1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0uVGS 1 0 1.0VDS 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。

从这个简单的spice程序中可以知道spice电路描述的主要组成部分。

HSPICE仿真工具的介绍：一．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：1.优越的收敛性2.精确的模型参数，包括许多Foundry 模型参数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6.对于参数化单元的输入、出和行为代数化7.具备较高级逻辑模拟标准库的单元特性描述工具8.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二．电源描述语句HSPICE 中提供了一些供激励用的独立源和受控源。

电源描述语句也由代表电源名称的关键字、连接情况和有关参数值组成。

描述电源的关键字含义为：V: 独立电压源 I: 独立电流源E: 电压控制电压源 F: 电流控制电流源G: 电压控制电流源 H: 电流控制电压源基于上面的语句格式，HSPICE 规定有七种独立电源：1. 直流源一般形式：VXXX n+ n- <<DC=>dcval>IXXX n+ n- <<DC=>dcval>例 V1 2 0 DC=5vV1 2 0 5vI1 3 0 DC=3mAI2 3 0 3mA2. 交流源一般形式：VXXX n+ n- <AC=acmag,<acphase>>IXXX n+ n- <AC=acmag,<acphase>>例：V1 1 0 AC＝10V 90VIN 1 0 AC 10V 90ISRC 23 21 AC 0.333 45.0如果在关键字AC 后面省去acmag，就认为该值是1。

如果省去acphase，则认为该值为0。

3. 脉冲源一般形式：PULSE <(> V1 V2 <td<tr<tf<pw<per>>>> <)>或： PU <(> <V1 V2 <td<tr<tf<pw<per>>>> <)>其中：V1: 脉冲源开始前的初始值V2: 脉动值td: 第一个脉冲开始前的延迟时间，缺省值为0.0tr: 脉冲上升时间，缺省值为TSTEPtf: 脉冲下降时间，缺省值为TSTEPpw: 脉冲宽度，缺省值为TSTEPper: 脉冲周期，缺省值为TSTEP4. 正弦源（调幅正弦信号）一般形式：SIN <(> vo va <freq<td< < >>>> <)>其中：vo: 电压或电流偏移量va: 电压或电流幅度峰值freq: 频率，缺省值是1／TSTOP。

Cadence 和Hspice 详细介绍
本文为大家带来两款EDA 软件：Cadence 和Hspice 的介绍。

Cadence 介绍
Cadence 是一个大型的EDA 软件，它几乎可以完成电子设计的方方面面，包括ASIC 设计、FPGA 设计和PCB 板设计。

Cadence 在仿真、电路图设计、自动布局布线、版图设计及验证等方面有着绝对的优势。

Cadence
包含的工具较多几乎包括了EDA 设计的方方面面。

Cadence 的底层软件
Cadence 的底层软件有下面这些：
逻辑设计规划器
这是用于设计早期的规划工具。

其主要用途是延时预测、生成供综合工具使用的线路负载模型。

这个工具是用来在物理设计的早期象逻辑设计者提供
设计的物理信息。

cadence使用教程Cadence是一种电路设计和仿真软件，非常适合电子工程师用于电路设计和分析。

在本教程中，我们将介绍如何使用Cadence进行基本的电路设计和仿真。

首先，打开Cadence软件，并新建一个新项目。

请确保你已经安装了Cadence软件，并且拥有一个有效的许可证。

在新项目中，你需要定义电路的基本参数，如电源电压、电阻值等。

可以通过绘制原理图的方式来完成这些参数的定义。

在绘图界面中，你可以选择不同的元件，包括电源、电阻、电容、电感等。

你可以使用菜单栏中的工具来放置和连接这些元件。

一旦电路图绘制完成，你可以对电路进行仿真。

首先，需要选择合适的仿真器。

Cadence提供了多种仿真器，如Spectre和HSPICE。

选择一个适合你电路的仿真器，并设置仿真参数，如仿真时间、仿真步长等。

在仿真之前，你首先需要对电路进行布局。

布局涉及将电路中的元件放置在芯片上，并根据布线规则进行连接。

Cadence提供了强大的布局工具，可以帮助你完成这个过程。

完成布局后，你可以进行后仿真。

后仿真涉及将布局好的电路导入到仿真器中，并进行仿真分析。

你可以查看电路的性能指标，如电压、电流和功耗等。

除了基本的电路设计和仿真，Cadence还提供了其他功能，如噪声分析、温度分析和优化设计等。

你可以根据需要选择适合的功能。

总的来说，Cadence是一个功能强大的电路设计和仿真软件。

通过本教程，你可以学会如何使用Cadence进行基本的电路设计和仿真。

希望这对你的电子工程项目有所帮助。

问：Cadence的这些仿真工具有什么区别呢？在哪种情况下哪种工具更加适合呢？答：行，hspice是Synopsys公司的线路仿真工具；Spectre是Cadence公司的线路仿真工具。

他们之间显然有很多区别——显然我是倾向于用Spectre的;-)每种仿真器都有两个接口。

它们就是hspiceD和hspiceS(hspice Direct,和hspice Socket)，以及spectre和spectreS(Spectre Direct,和spectre Socket)。

这个"Socket"接口是仿真器的一个比较老的接口。

过去，很多仿真器没有一个强大的参数化语言，所以Cadence工具所做的就是使用cdsSpice （这个工具有强大的宏语语言，但实际上是一个比较脆弱的仿真器）来从头到尾充当仿真器。

所有的网表都用cdsSpice的宏语言生成，然后再翻译成目标仿真器的语言——不保留任何参数化的东西。

这种方法是可行的，但是它意味着你没有办法使用主流仿真器的所有特征。

几年以前（以IC443为例，大约1999年），引入了"direct"接口的概念，我们就去掉了中间手段而直接用相应的语言生成网表。

这样更快，更有效，并且给出了更强大的读取主流仿真器的接口。

所以hspiceD和spectre接口的（仿真器）是优选。

选哪种仿真器取决于你的需要。

以下是原文：Q:What is the difference between all these simulator in Cadence? in wich case is it suitable to use one rather than another?A:Well, hspice is a circuit simulator from Synopsys; spectre is a circuit simulator from Cadence. There are obviously lots of differences - and clearly I would be biased towards spectre ;-)For each simulator, there are two interfaces. There is hspiceD and hspiceS (hspice Direct, and hspice Socket), andspectre and spectreS (spectre direct, and spectre Socket).The "Socket" interfaces are the obsolete interfaces to the simulators. In the past, many simulators did not have a strong parameterisable language, and so what the Cadence tools did was use cdsSpice (which had a strong macro language, but was a fairly weak simulator) to act as a front end to the end simulator. All netlists were created in cdsSpice's macro language, and then translated into the destination simulator's language - without any parameterisation remaining.Such an approach worked, but it tended to mean that you couldn't access all the features of the underlying simulator.A few years ago (back in IC443, around 1999), the "direct" interfaces were introduced, and we're now cutting out the middle man and directly netlisting the right language. This is faster, more efficient, and gives greater access to the underlying simulator.So the hspiceD and spectre interfaces are the ones to go for. Which simulator you pick depends on your needs.。

仿真过程：第一步：搭建电路。

使用工具：Cadence，ECS，Workview等第二步：以可编辑方式打开需要仿真的电路（子电路，整体电路均可，整体电路需要打开顶层图）。

Tools→Analog Envirement 弹出窗口。

Setup→Simulator→Simulator一栏选择“HSPICE”(也有选择HspiceS的)→OKSimulation→Netlist→Create稍等一会儿，自动弹出生成的网标文件。

“Save”至指定目录下，建议以时间和功能命名，这样易于理解和分辨网表的新旧。

保存的文件后缀为.txt若生成网表失败，请在icfb中查找原因，找到“error”部分的描述即为失败原因。

常见原因有：电路的输入输出PIN与其Symbol的PIN对不上（这个错误在电路保存时就能发现）；电路连线有问题，比如存在短路，重名等情况；电路改动过后没有保存。

第三步：创建仿真文件。

该文件以.sp为后缀进行保存。

仿真文件主要是添加激励，指定仿真类型和内容，以及仿真精度和结果等的显示。

文件第一行不能输入有效语句，一般以*号注释，正式语句从第二行以后开始。

首先调用网表文件，也就是需要将第二步生成的网标文件进行调用，用.inc语句，例如：.inc ‘/projuct/spl3501/osc/netfile/osc_0812.txt’然后开始加激励。

一般顺序是先定义电源和地，然后再定义输入信号，例如：Vvcc vcc 0 pwl 0u 0v 10u 5v 给电源vcc加一个线性增大的电压Vgnd gnd 0 0 定义地电位是0V en en 0 pwl 0u 0 2u 0 2.01u 5 开始定义其它输入信号确定仿真显示等的设置，大多数功能设置都会在.option中进行设置，比如：.option node list post 表示打出所有节点的电压，如果你不需要打出所有的节点信息，而只要求能够打出你指定的节点电压电流等，那么可以在option后面加入“probe”即可，但这样的话就需要在接下来使用.probe来指定你要打出的电压电流信息。