Saber教程全
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Saber软件的历史 提到Saber软件的历史,就不得不提到几个公司Analogy,Avanti和Synopsys.Saber于1987年由Analogy公司推出,专用与混合信号和混合技术领域仿真验证.大家需要注意的一点是,1987年到现在已经20年了,也就是说Saber这个软件产品从出生到现在已经活了20年.在非常注重商业效益的西方社会,一个软件产品在经历了20年的市场风雨以后,依然能够继续存在,只能说明一点,它确实有用,能够帮用户解决一些设计问题.到了90年中期,Avanti公司收购了Analogy公司,Saber软件变成了Avanti公司的产品.在后来,到2000年左右的时候,Avanti公司在那场EDA行业中最为惨烈专利战争中败给了当时的EDA行业巨头CADENCE,并为此要付出高额赔偿.当时EDA行业的另一巨头Synopsys抓住机会,将Avanti公司收购,而Saber软件也再次易主,成为Synopsys公司的产品.关于Synopsys公司和EDA行业,我不多说,有兴趣的网友可以上网查查. Saber软件的特点及应用领域 Saber软件的特点我想主要有这么几个,一是集成度高,从调用绘制原理图到仿真分析,可以在一个环境中完成,不用切换工作环境.二是各种分析功能齐全,即可以进行DC、DT、AC、TR等这些基本功能分析,也能进行温度、参数灵敏度、蒙特卡诺、噪声、应力、失真等高级分析.三是强大的仿真数据后处理能力,运动SaberScope工具,可以方便,自由的对仿真结果数据进行各种分析和比较乃至运算,同时,Saber软件的交叉探针功能(crossprobe)可以很方便的在Sketch中观察仿真结果数据. Saber软件的工具环境 Saber软件主要包括SaberGuide、SaberSketch、SaberScope三部分.SaberSketch主要用于绘制电路图,而SaberGuide用于仿真控制,仿真结果可在SaberScope查看.并且,目前Saber软件支持WindowsXP,Linux, UINX等多种平台. 讨论SaberSketch的使用.如果我们采样基于原理图的仿真方式,那么Sketch是我们在整个仿真过程中主要操作的一个界面.先来看看要完成一次仿真,在Sketch中需要做些什么工作. 1.启动Sketch,新建一个原理图设计;(呵呵,有点废话) 2.选择和放置电路元件; 3.设置元件参数; 4.连线并设置网络节点名称; 5.对混合信号以及混合技术的情况下,对接口部分进行处理; 6.新建符号并添加到原理图中(如果需要) 7.添加图框;(如果需要) 8.保存设计,退出或启动SaberGuide界面,开始仿真设置. 这几个步骤中,1和8我想不用介绍了,5和6我曾经在以前的博客文章中介绍过,7 做为可选项我不准备介绍,毕竟大家在PartGallery里找找就能找到包含图框的目录.着重介绍一些2、3、4. 先来看看第二步选择和放置元件,关于如何放置元件,我想大家都会,在PartGalley里选中要放置的器件,双击鼠标左键就可以在原理图编辑界面中仿真一个符号了.新版的Saber中,支持鼠标的拖拽,即选中器件后,按住鼠标左键就可把元件拖入原理图编辑界面.下面主要介绍一下,如何在Sketch中找到需要的模型符号,在介绍这部分内容之前,先澄清几个概念,以便理解后面的一些过程.首先是符号和模型.对于仿真器而言,只能接受按固定语法描述的网表以及模型文件,无法理解符号以及由符号构成的原理图;而对于普通使用者而言,模型以及网表的语法过于抽象,不能直观的反映设计思想.为了解决这种矛盾,EDA工具中便有了符号和模型的概念.符号主要给人使用,用来编辑原理图;模型主要给仿真器(即计算机)用,用来建立数学方程.Saber中的符号和模型存在一一对应的关系,PartGallery中的每一个符号,都有一个模型与之对应.因此,用户在PartGellery中调用的符号就等于调用了模型,不过这种方式更为直观.需要注意的是,如果PartGallery中没有需要的模型符号,也就代表Saber的模型库中没有需要的模型,此时要想继续仿真,用户就必须自己提供(建模或者下载)模型并为模型建立相应的符号.另外,Saber软件中模型和网表问题的尾缀是一样的,都是*.sin,或许是因为它把网表也看成一个大的模型吧. 另外两个需要了解的概念是模板(template)和器件(component).Saber里的模型就分这两类.简单的说,模板(template)是基于某一类器件的通用模型,它需要用户根据需要设置各种参数以达到使用要求;而器件(component)是某一或者某一系列商用元件(如LM324)的模型,它无须用户进行任何设置,可直接使用.另外,Saber的component 库分两种,DX库和SL库,后者比前者缺少容差和应力分析参数. 来讨论一下如何在Sketch找到合适的器件.对一张原理图来讲,要完成对它的分析验证,首先是需要保证原理图中的各个元器件在Saber模型库中都有相应的模型;其次要保证在Sketch中绘制的原理图与原图的连接关系一致;再者就是根据目标系统的工作特点,设置并调整相应的分析参数.这三个条件都达到,应该能得到一个不错的分析结果.一张原理图中需要的模型涉及很多,但不管怎样,其所对应的模型正如我前面介绍的那样,只有template和component两种.对于需要设置参数template模型,需要去PartGallery中寻找;而component模型则直接可以利用PartGallery的search功能或者Parametric Search 工具进行进行查找. 对于template对应的模型,由于template是某一类元件的通用模型,因此我们要在PartGallery里按照器件分类去寻找,而PartGallery的库组织结构也正是按照类来划分的.以下面的PartGallery为例(对应版本是Saber2006.06,以前的版本会有一些区别).
在PartGallery中顶层目录按照大的应用领域和市场领域划分.比如Aerospace目录下主要包含与宇航工业相关的一些模型;Automotive目录下主要包括与汽车行业相关的一些模型;Power System 目录下主要包括与电源系统设计相关的模型.这种分类方法的一个目地就是,如果你确定自己的目标系统属于其中的一个,就可以直接在该目录下查找所有需要的模型了.当然,还有一种分类方法,就是按照技术领域分类.个人认为,这种分类方法对于搞技术的人来说更加直观和方便.在上面的图中直接左键单击MAST Parts Library 目录,就可以得到如下图所示的展开.
从上图中看,就可以更为直观的按照技术领域寻找需要的template模型了.比如,要找电机之类的模型,可在Electro-Mechanical目录下找,要找机械负载模型,可在Mechanical目录下找,各种激励源或者参考地可在Sources,Power,Ground目录下找.各种模拟数字电路可在Electronics目录下找. 查找template模型的另一种方法是利用PartGalley的search功能.如下图所示:
在search栏里输入需要查找的关键字符就按回车就可以了,利用这个功能需要对saber的template模型命名规则有一些了解.基本上,saber中template模型的名字都与其英文术语多少有些关系.比如,gnd 代表参考地,resistor 代表电阻,capacitor 代表电容, switch 代表开关之类的. 同时,还可以通过Search Object 和 Search Match去修改search的规则和范围,提高search 的效率.这些选项的具体含义看参考saber的帮助文档.需要注意的是,通常情况下,不用去改变这两个选项. 在PartGallery里查找component的方法主要有两种,一种直接利用PartGallery
的search功能去搜索,只要清楚的知道所需模型的名称,就可以在search中输入查找,
如果Saber的模型库中有该器件的模型,则会在下面显示出来.如果下图所示,是查找
运算放大器NE5532的结果.需要注意的是,不同的尾缀主要是器件封装上的区别.但
有一种例外,以_sl结尾的属于前面介绍过的SL库,这种模型没有MC和STRESS特
性,但仿真速度很快.
当用上述方法查找没有任何输出的时候,则表明Saber软件模型库中没有这个模型.
这种情况下,可以去器件厂商的网站上找找,看看有没有提供该器件的模型,基于saber的或者基于spice都可以.如果是saber的,可直接为其建立符号并引用;如果
是基于spice的,则需要用sketch中的Nspitos工具将其转换为saber模型以后在
使用.但如果没法找到需要的模型,则需要对其进行建模,这是很多设计者不愿意做的
事情.除了建模以外,我们还可以利用sketch中的parametric search工具来近似的
完成任务.利用这个工具在PartGallery中查找指标参数和所需器件相近或者一样的
模型来替代原图中的器件进行仿真,这样也能达到验证的目地.Parametric search
工具如下图所示:
首先选择器件类型,然后在后面出现的对话框中设置各种参数,缩小匹配器件的
范围,如下图所示的运算放大器设置界面,在其中设置各种参数以后,单击finish按钮,
可得到检索结果,在结果中选择一个可接受的,就可以作为替代模型使用了.
1. 基本参数及其含义
前面曾经介绍过Saber的模型库主要有两类模型,一类是component,不需要设置的
任何参数,可以直接使用;另一类是template,需要根据目标器件的特点设置各种参数
以达到使用要求.无论是哪一类模型,都含有最基本的两个参数,一个是primitive,另
一个是ref.primitive参数表明符号对应的模型名称,而ref参数是该模型在原理图中
的唯一标识符,我想这个概念用过其他原理图编辑软件的网友,都应该能了解.如下图
所示:
上图是sketch电阻模型的参数设置界面,可以通过在sketch中双击该器件符号启动该设置界面.图中primitive属性的值为r,表明该符号对应的模型名称为r,在saber安装目录的template目录下,会有一个r.sin文件,里面包含着名字为r的模型.图中ref参数的值为r1,这表明这个器件在该图中的唯一表示符是r1,即在同一张原理图上,不能再出现ref值为r1的电阻模型,否则sketch会报错.值得一提的是,这两个参数都是软件自动指定的,其中primitive参数一般不允许用户更改,所以为锁定状态(蓝色的锁表示锁定该属性),而ref参数可由用户修改,因此在修改ref参数的时候要注意,不要把该参数设置重复了.另外,框中黑点表示该属性名称及值在电路图中不可见,半绿半黑表示该属性的值在电路图中可见,全绿表示该属性名称及值在电路图中都可见.对于上图中的设置,则在电路图中有如下显示:
