温馨提示！由于新浪微博认证机制调整，您的新浪微博帐号绑定已过期，请重新绑定！&&|&&
LOFTER精选
网易考拉推荐
用微信&&“扫一扫”
将文章分享到朋友圈。
用易信&&“扫一扫”
将文章分享到朋友圈。
用微信&&“扫一扫”
将文章分享到朋友圈。
用易信&&“扫一扫”
将文章分享到朋友圈。
历史上的今天
loftPermalink:'',
id:'fks_',
blogTitle:'[转]Hspice 语法手册',
blogAbstract:'\r\n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，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。',
blogTag:'',
blogUrl:'blog/static/',
isPublished:1,
istop:false,
modifyTime:0,
publishTime:0,
permalink:'blog/static/',
commentCount:0,
mainCommentCount:0,
recommendCount:0,
bsrk:-100,
publisherId:0,
recomBlogHome:false,
currentRecomBlog:false,
attachmentsFileIds:[],
groupInfo:{},
friendstatus:'none',
followstatus:'unFollow',
pubSucc:'',
visitorProvince:'',
visitorCity:'',
visitorNewUser:false,
postAddInfo:{},
mset:'000',
remindgoodnightblog:false,
isBlackVisitor:false,
isShowYodaoAd:false,
hostIntro:'',
hmcon:'1',
selfRecomBlogCount:'0',
lofter_single:''
{list a as x}
{if x.moveFrom=='wap'}
{elseif x.moveFrom=='iphone'}
{elseif x.moveFrom=='android'}
{elseif x.moveFrom=='mobile'}
${a.selfIntro|escape}{if great260}${suplement}{/if}
{list a as x}
推荐过这篇日志的人：
{list a as x}
{if !!b&&b.length>0}
他们还推荐了：
{list b as y}
转载记录：
{list d as x}
{list a as x}
{list a as x}
{list a as x}
{list a as x}
{if x_index>4}{break}{/if}
${fn2(x.publishTime,'yyyy-MM-dd HH:mm:ss')}
{list a as x}
{if !!(blogDetail.preBlogPermalink)}
{if !!(blogDetail.nextBlogPermalink)}
{list a as x}
{if defined('newslist')&&newslist.length>0}
{list newslist as x}
{if x_index>7}{break}{/if}
{list a as x}
{var first_option =}
{list x.voteDetailList as voteToOption}
{if voteToOption==1}
{if first_option==false},{/if}&&“${b[voteToOption_index]}”&&
{if (x.role!="-1") },“我是${c[x.role]}”&&{/if}
&&&&&&&&${fn1(x.voteTime)}
{if x.userName==''}{/if}
网易公司版权所有&&
{list x.l as y}
{if defined('wl')}
{list wl as x}{/list}您的位置： &
一种阻变存储单元Hspice模型设计
优质期刊推荐[原创]Hspice实战手册==
热门型号：
&&&当前位置：
[原创]Hspice实战手册
用户名：judie
注册时间：
[原创]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:&()。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，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。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所使用的单位独立电压和电流源包括：1.&直流源（DC）：电压源Vxxx&n+&n-&dcval电流源&Ixxx&n+&n-&dcval2.&交流源（AC）：Vxxx&n+&n-&AC=acmag,acphase3.&瞬态源（随时间变化）：脉冲源：pulse&v1&v2&td&tr&tf&pw&per线性源：pwl&t1&v1&&ltt2&v2&t3&v3…&gt正弦源：sin&vo&va&freq&td&damping&phasedelay4.&混合源：可以包括以上所有的形式，如：VIN&13&2&0.001&AC&1&SIN(0&1&1Meg)二、输入网表文件TITLE.INCLUDE.LIB&MACRO元件描述信号源描述分析命令测量命令.ALTER.END图1&输入网表（Netlist）文件标准格式二、有源器件和分析类型有源器件包括二极管（D）、MOS管（M）、BJT管（Q）、JFET和MESFET（J）、子电路(X)和宏、Behavioral器件（E,G）、传输线（T,U,W）等。这里值得注意的是MOS、JFET和MESFET的L和W的scale是m，而不是um。分析的类型包括：直流、交流和瞬态分析。1.直流分析：对DC、AC和TRAN分析将自动进行直流操作点（DC&OP）的计算，但.TRAN&UIC将直接设置初始条件，不进行DC&OP的计算。.DC&var1&start1&stop1&inc1&sweep&var2&type&np&start2&stop2直流分析包含以下五种语句：.DC：直流扫描分析；.OP：直流操作点分析；.PZ：Pole/Zero分析；.SENS：直流小信号敏感度分析；.TF：直流小信号传输函数分析。2.交流分析：交流分析是指输出变量作为频率的函数。.AC&var1&start1&stop1&inc1&sweep&var2&type&np&start2&stop2交流分析包括以下四种语句：.NOISE：噪声分析；.DISTO：失真分析；.NET：网络分析；.SAMPLE：采样噪声分析。3.瞬态分析：瞬态分析是指计算的电路结果作为时间的函数。.TRAN&tinc1&tstop1&tinc2&tstop2…&START=..&UIC&SWEEP..三、输出格式和子电路（1）&输出命令包括：.PRINT、.PLOT、GRAPH、.PROBE和.MEASURE。.PLOT&antype&ov1&ov2…&plo1,phhi1…plo32,phi32.PROBE&ov1&ov2…&ov32.PRINT&antype&ov1&ov2…&ov32有五种输出变量形式：1.&直流和瞬态分析：用于显示单个节点电压，支路电流和器件功耗。.print&V(node)&或&.plot&I(node)，也可用.graph、.probe。V(node)表示节点电压，I(node)表示节点电流，p(rload)表示在负载rload上的分析点的功耗。2.&交流分析：用于显示节点电压和支路电流的实部、虚部和相位。vi(node)表示节点电压的虚部，ip(node)表示节点电流的相位，vp(4,6)表示节点4，6间的相位角。3.&器件模版：用于显示制定的器件节点的电压、支路电流和器件参数。lv16(m3)表示MOS管m3的漏电流，其他表示方式见手册。4.&MEASURE语句：用于显示用户自定义的变量。可以采用的句法包括：raise,fall,delay,average,RMS,min,max,p-p等。5.&参数语句：用于显示用户自定义的节点电压等表达式。语法格式：.print&tran&out_var_name=PAR(‘expression’)（2）还可以采用AvanWave进行波形输出，启动AvanWave的命令为：awaves&&ltfilename&gt&&（3）子电路：1.&采用.GLOBAL设置全局节点：.GLOBAL&node1&node2&node3…2.&子电路语句.SUBCKT和.MACRO：.SUBCKT&subnam&n1&n2&n3…&parnam=val….MACRO&subnam&n1&n2&n3…&parnam=val…子电路的调用：Xyyy&n1&n2&n3…&sunnam&parnam=val…&M=val四、控制语句和option语句1.OPTION语句：.options语句格式：.options&opt1&opt2&opt3…&opt=x一般在每个仿真文件中设置options为.options&acct&list&post，也可以设置为.options&node&opts，其中.option&list表示将器件网表、节点连接方式等输入到列表文件，用于debug与电路拓扑结构有关的问题，.option&node表示将输出节点连接表到列表文件，用于debug与由于电路拓扑结构引起的不收敛问题，.option&acct表示在列表文件中输出运行时间统计和仿真效率，.option&opts在列表文件中报告所有的.option设置，.option&nomod表示不输出MODEL参数，以便减小列表文件的大小，.option&brief=1表示不输出网表信息，直到设置.option&brief=0，.protect/.unprotect用于屏蔽网表文件中要保护的信息，.option&bypass=1不计算latent器件，.option&autostop表示当所有.measure语句完成时，终止仿真，.option&accurate=1表示设置为最精确的仿真算法和容差，tstep表示仿真步长值，delmax表示最大允许时间步长，其中delmax=tstep*max，.option&dvdt=4用于数字CMOS电路仿真（默认设置），.option&dcca=1在直流扫描时强行计算随电压变化的电容，.option&captab对二极管、BJT管、MOS、JFET、无源电容器，打印出信号的节点电容值，.option&dcstep=val将直流模型和器件转换为电导，主要应用于“No&DC&Path&to&Ground”或有直流通路，但不符合Hspice定义的情况。2.MODEL&OPTION语句：SCALE影响器件参数，如：L、W、area，SCALM影响model参数，如：tox、vto、tnom。五、仿真控制和收敛Hspice仿真过程采用Newton-Raphson算法通过迭代解矩阵方程，使节点电压和支路电流满足Kirchoff定律。迭代算法计算不成功的节点，主要是因为计算时超过了Hspice限制的每种仿真迭代的总次数从而超过了迭代的限制，或是时间步长值小于Hspice允许的最小值。(1)&造成Hspice仿真不收敛主要有“No&Convergence&in&DC&Solution”和“Timestep&too&Small”，其可能的原因是：1.电路的拓扑结构：电路拓扑结构造成仿真不收敛主要有：电路连线错误，scale、scalm和param语句错误，其他错误可以通过查找列表文件中的warning和errors发现。解决的方法是：将电路分成不同的小模块，分别进行仿真；简化输入源；调整二极管的寄生电阻；调整错误容差，重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等。2.仿真模型：由于所有的半导体器件模型都可能包含电感为零的区域，因此可能引起迭代的不收敛。解决的方法是：在PN结或MOS的漏与源之间跨接一个小电阻；将.option中默认的GMINDC、GMIN增大。3.仿真器的options设置：仿真错误容差决定了仿真的精度和速度，要了解你所能接受的容差是多少。解决的方法是：调整错误容差，重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等。(2)&针对仿真分析中可能出现的不收敛情况进行分析：1.直流工作点分析：每种分析方式都以直流操作点分析开始，由于Hspice有很少的关于偏置点的信息，所以进行DC&OP分析是很困难的，分析结果将输出到.ic文件中。对DC&OP分析不收敛的情况，解决方法是：删除.option语句中除acct，list，node，post之外的所有设置，采用默认设置，查找.lis文件中关于不收敛的原因；使用.nodeset和.ic语句自行设置部分工作点的偏置；DC&OP不收敛还有可能是由于model引起的，如在亚阈值区模型出现电导为负的情况。2.直流扫描分析：在开始直流扫描分析之前，Hspice先做DC&OP计算，引起直流扫描分析不收敛的原因可能是快速的电压或电流变化，模型的不连续。解决的方法是：对于电压或电流变化太快，通过增加ITL2来保证收敛，.option&ITL2是在直流扫描分析中在每一步允许迭代的次数，通过增加迭代次数，可以在电压或电流变化很快的点收敛。对于模型的不收敛，主要是由于MOS管线性区和饱和区之间的不连续，Newton-Raphson算法再不连续点处进行迭点计算产生震荡，可以通过增减仿真步长值或改变仿真初始值来保证收敛，如：.dc&vin&0v&5v&0.1v的直流分析不收敛，可以改为.dc&vin&0v&5v&0.2v增大步长值，.dc&vin&0.01v&5.01v&0.1v改变仿真的范围。3.AC频率分析：由于AC扫描是进行频率分析，一旦有了DC&OP，AC分析一般都会收敛，造成不收敛的原因主要是DC&OP分析不收敛，解决的方法可以参看前面关于DC&OP的分析。4.瞬态分析：瞬态分析先进行直流工作点的计算，将计算结果作为瞬态分析在T0时刻的初始值，再通过Newton-Raphson算法进行迭代计算，在迭代计算过程中时间步长值是动态变化的，.tran&tstep中的步长值并不是仿真的步长值，只是打印输出仿真结果的时间间隔的值，可以通过调整.options&lvltim&imax&imin来调整步长值。瞬态分析不收敛主要是由于快速的电压变化和模型的不连续，对于快速的电压变化可以通过改变分析的步长值来保证收敛。对模型的不连续，可以通过设置CAPOP和ACM电容，对于给定的直流模型一般选择CAPOP=4，ACM=3，对于level&49，ACM=0。对瞬态分析，默认采用Trapezoidal算法，精度比较高，但容易产生寄生振荡，采用GEAR算法作为滤波器可以滤去由于算法产生的振荡，具有更高的稳定性。六、输入语句对于.param语句，.param&PARHIER=GLOBAL是默认的，使得参数可以按照Top-Down变化，.param&PARHIER=LOCAL，可以是参数只在局部有效。对于.measure语句，可以采用的模式有rise，fall，delay，average，rms，min，peak-to-peak，Find-When，微分和积分等。对Find-When语句，.measure&&ltdc|tran|ac&gt&result&find&val&when&out_val=val&&ltoptimization&options&gt，对微分和积分语句，.measure&&ltdc|tran|ac&gt&result&&ltderiv|integ&gt&val&&ltoptions&gt。对于.ALTER语句，可以通过改变.ALTER来改变使用不同的库，其中.ALTER语句可以包含element语句、.data、.lib、.del&lib、.include、.model、.nodeset、.ic、.op、.options、.param、.temp、.tf、.dc、.ac语句，不能包含.print、.plot、.graph或其他I/O语句，同时应该避免在.ALTER中增加分析语句。七、统计分析仿真主要是对器件和模型进行Monte&Carlo分析，随机数的产生主要依赖Gaussian、Uniform、Limit分析，通过.param设置分布类型，将dc、ac、tran设置为Monte&Carlo分析，用.measure输出分析结果，如：.param&tox=agauss(200,10,1).tran&20p&1n&sweep&MONTE=20.model&…&tox=tox&…其中，对Gaussian分析.param&ver=gauss(nom_val,rel_variation,sigma,mult)，.param&ver=agauss(nom_val,abs_variation,sigma,mult)，对Uniform分析，.param&ver=unif(nom_val,rel_variation,mult)，.param&ver=aunif(nom_val,abs_variation,mult)，对Limit分析，.param&ver=limit(nom_val,abs_variation)，如果你拼错Gauss或Uniform、Limit，不会产生警告，但不将产生分布。参&考&文&献1.&K.&S.&Kundert,&The&Designer’s&Guide&to&Spice&&&S2.&Synopsys,&HSPICETM&Simulation&and&Analysis&User&G查看全文&&[url=/ShowTopic.aspxid=12339][/url]& 相关链接:/ShowTopic.aspxid=12339
热门型号：你的位置：
请教一个hspice瞬态仿真步长的问题
最近用hspice做一个电路的后仿真。
仿真语句为.tran 1ns 1ms ，结果发现其出来的波形时间步长非常小（p秒级），然后仿真得到的电压波形也在（p伏级）波动，跑很长时间才能仿真完几个ns时间，波形文件也比较大。
据说hspice的实际仿真时间步长跟激励信号的变化快慢有关，于是我尝试把所有激励都设置为dc（也就是静态的激励），但仿真结果还是没有改变。
是仿真软件设置问题还是电路问题？有没有兄弟碰到过类似的问题？请赐教。}