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HSPICE Quick Manual1. Input File• HSPICE input is composed of (mainly) four part.1.1. Title lineTitle line is always the first line of the input file. HSPICE simply neglects it. Since this line is echoed back in the outputfile for the page header, it is a very good place to describe what this simulation is for. This line is required, so make sure not to put an actual netlist element there, as it will be ignored by SPICE1.2. Element descriptionWill be discussed in more detail later.1.3. Control linesCommand lines that you use to control the behavior of HSPICE.1.4. .ENDAnything after the .END line is ignored.* CommentAny line starting with * is considered as a comment.* Line continuationAny line that starts with + sign is considered as the continuation of the previous line.2. Element Description2.1. Active device2.1.1. MOSAny line that starts with M is considered as the description line for a MOS transistor.MXX Node_D Node_G Node_S Node_B MODEL_NAME+ W=W_VALUE L=L_VALUE [AD=AD_VALUE] [AS=AS_VALUE]+ [PD=PD_VALUE] [PS=PS_VALUE]W, L : Width and Length of MOSAS, AD : the area of the source, drain region(optional)PS, PD : the peripheral length of source, drain regionYou will need to specify AD, AS, PD, and PS if you are concerned about the parasitic capacitances of the drain and source area.(Example)M100 4 1 3 3 NCH W=10u L=1u AD=30p AS=30P PD=16u PS=16Udefines a MOS transistor named M100 with its drain connected to node 4, gate to 1, source and bulk to node 3. Its width is 10, length 1 micron. Area for the source and drain are30*10E-12, and their peripherals. Now since the model is NCH, you need to define its model. The simplest for of MOS model definition would be :.MODEL NCH NMOSThe above line tells you that the mos type NCH is a NMOS device. It doesn't say anything more than that, so you may want to, at least, add its threshold voltage.MODEL NCH NMOS+ VT0 = 0.7 ...For the model parameters, refer Textbook P. 185 ~ P. 187.2.1.2. Bipolar transistorQXX N_Collector N_Base N_Emitter MODEL2.1.3 DiodeDXX N_anode N_cathode MODEL2.2. Passive DeviceRXX N1 N2 Rvalue ---- ResistorCXX N1 N2 Cvalue ---- CapacitorLXX N1 N2 Lvalue ---- Inductor2.3. Independent sourceThere are two types of independent source, voltage source and current source.2.3.1. PulseMost frequently used time-varying waveform is a pulse. For example, a line like the following:V1 10 11 pulse 0 5 10n 1n 2n 4n 10nsays that there's a voltage source connected between node 10 and node 11, which toggles between 0V and 5V, with leading time (delay) of 10n, 1ns rising time, 2ns falling time and4ns high time, and period 10ns.Be careful, however, if you writeV1 10 11 pulse 5 0 10n 1n 2n 4n 10nnow the 1ns is falling time, not rising time since V1 is originally 5v instead of 0V.2.3.2. PWLPWL is used for piecewise linear waveform. Most flexible, but need many parameters to use. VNAME n1 n2 pwl t0 v0 t1 v1 t2 v2 t3 v3 ...The value of VNAME is v0 at t=t0, v1 at t=t1, and so on.2.3.3. SineSin is for sinusoidal waveform.V1 10 0 sin v_off v_amp freq [phase]v_off is offset value, v_amp is the amplitude, freq is the frequency2.4. Dependent sourceDependent sources are very useful elements in HSPICE. The four kinds of inear dependent sources are :VCCS : voltage-controlled current source (G element)VCVS : voltage-controlled voltage source (E element)CCCS : current-controlled current source (F element)CCVS : current-controlled voltage source (H element)They are described in the following form.GXX N+ N- NC+ NC- GainEXX N+ N- NC+ NC- GainFXX N+ N- NC+ NC- GainHXX N+ N- NC+ NC- Gain3. Analysis3.1. DC analysisWhen you want to perform a DC analysis, you use the .DC control line. Its format is.DC VARIABLE start_value stop_value increment_valueHSPICE will step throught the VARIABLE value start from the start_value in increment of increment_value until the VARIABLE reaches the stop_value.Associated with any .DC control should be a .PRINT or .PLOT control line which will cause an output to be written to the HSPICE output.3.2. AC analysis.AC LIN n_point fstart fstop.AC DEC n_point fstart fstop.AC OCT n_point fstart fstopHSPICE calculates the operating condition, and form a small-signal equivalent circuit for the given netlist. Then it performs ac analysis. You need to have at least one AC independent source. The frequency of any AC source in the circuit is set to fstart. The frequency increment value is defined by the increment option. If LIN is used, frequency is sweeped from fstart, and ends when frequency = fstop. Total number of frequency points used in this simation is n_point. If DEC is used, there are going to be n_point points within one decade, and there are n_point points within one octave if OCT is used.Associated with any .AC statement should be a .PRINT or .PLOT or .PROBE.Suppose you have a simulation setup like the following :Vin 1 0 DC=1 AC.AC DEC 10 10 100MEG.print ac vdb(10) vp(10)Then HSPICE will print out the voltage at node 10 with various frequency from 10Hz to 100MegHz in decibel scale. It will print out the phase of node 10, too.If node 1 was the input for the circuit, then the printed output Vdb(10) will be the gain of your circuit from node 1 to 10. Since 'DEC 10' is used, there will be 10 points (in log scale) within each decade.3.3. Transient analysis..TRAN t_increment t_stopHSPICE will start simulating the circuit from time 0 to t_stop. The internal timing step is adjusted automatically to get the required accuracy. Parameter t_increment is used for output printout. It is also used in the internal time-step control algorithm, so when a accurate simulation is required, use a smaller number.3.4 TF analysis....VIN 1 0 3v.TF v(10) vin....will print out the transfer gain from the source specified as vin to the voltage of node 10. The value specified when vin is defined (3 volt in this example) is used for bias calculation.4. Misc and NotesPlease use .OP control. .OP will print out the operating point information for each node, each voltage and current source, and each element. The output from .OP is very useful in understanding the behavior of each evices.For example, if you have too little gain from simulation result, most likely some transistors are biased in linear region(MOS case). You can easily check this by looking at the gm of the transistors.I hope this will cover most of the stuff you need to know for the class. I will post later on if some more detailed information seems to be neccesary.。
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：图1.2.1HSPICE的电路分析类型图1.2.2 HSPICE的内部建模技术集成电路设计中的分析和验证是一种典型的围绕一系列结构的试验和数据管理。
Hspice实战手册Perface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@。
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 Mo del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Mod el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，并对仿真结果加以讨论，并以一个运算放大器为例，以便建立IC设计的基本概念。
在文章的最后还将对Hspice的收敛性做深入细致的讨论。
hspiceD使用手册一、HSPICE基础知识 (2)二、HSPICED的使用 (3)1．选择仿真环境 (3)2．确定model库 (3)3．加载激励 (5)4．Choose Analyses (8)三、HSPICED的注意事项 (9)1．HSPICES的state用于HSPICED需注意 (9)2．HSPICE仿真速度快造成卡机的问题 (10)一、HSPICE基础知识Avant!Start-Hspice现在是Synopsys公司的电路仿真工具，是目前业界使用最广泛的IC设计工具，甚至可以说是标准。
hspice和Spectre这两种仿真器每种都有两个接口，就是hspiceD 和hspiceS(hspice Direct,和hspice Socket)，以及spectre和spectreS(Spectre Direct,和spectre Socket)。
"Socket"接口是仿真器的一个比较老的接口。
因为在过去，很多仿真器没有强大的参数化语言，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，但是我们没有办法使用主流仿真器的所有特征。
大约1999年，以IC443为例，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。
"Direct"接口的仿真工具输出的网表可读性更好，可以在只读模式下仿真，能够执行更高级的运算等等，所以在两大EDA工具提供商的仿真器中，hspiceD和spectre是优选。
我们根据书籍对电路的计算和估算都采用Level 2的MOS Model,与实际的Level 49和Mos9 、EKV等Liabrary不同，这些model要比Level 2的Model复杂得多，因此Designer使用Hspice、Spectre等工具进行仿真，以便得到精确的结果，是必须的。
Hspice使用指南安装1. 安裝Hspice 2009.09 和Spiceexplorer 2009.092. 產生License 檔案(Hspice and Spiceexplorer)到"keygen" 的目錄下執行LicGen.exe2.1 按"Open" 開啟"Synopsys.lpd"檔案2.2 在"Select Host ID" 選擇"Any"勾選"Use Daemon"並在"Select Daemon ID" 選擇"Disk"2.3 按"Generate" 後會出現一個視窗"Generated License"，按Save，將檔名儲存為"license.dat"2.4 複製此"license.dat" 到目錄"C:\synopsys\Hspice_C-2009.09\" 下3. 啟動License (Spiceexplorer)複製"lm" 目錄到"C:\synopsys\Hspice_C-2009.09\" 下，進入"lm" 目錄執行"lmtools.exe"下面的地方要注意一下打开后跟着图片进行选择看到黄色的successful就是软件licence装好了，应该就可以用了下面开始写sp文件，以群里面那个sp文件做下范例cmosinverter标注.pdf改好以后下一步选择如图所示项目生成.lis文件完成此步骤后，存储目录下会多出一个接下来进行仿真，打开仿真界面然后此窗口自动关闭后打开edit ll，如果内容有误，会有error这样的字眼，根据提示做修改，改好再按照前面的步骤重新做一遍无报错后，继续往下走打开图形查看器选择文件路径，只能放在C盘下面，其他路径找不到选好会弹出如下窗口步骤3双击后会出现如下的图然后要作业里面的其他图如下为第二张图页面上的图很多了，要出第三张图，我不太会，就只能先把sp关掉再打开一次再打开一次SP，方法前面的步骤里有出来第三张图完成。
Hspice中⽂简要⼿册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@/doc/8c25e913f18583d049645911.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。
