Saber MAST建模与模型测试.doc

Saber MAST建模与模型测试一、 主要内容建模+测试二、 建模1. EDA分类：EDA分为两类：l 实现类工具：产生加工图纸文件，可以直接用于生产的，layout和综合器（编程）。软件主要有Protel、powerpcb等l 验证类工具：不产生加工图纸文件，用于对功能和性能进行验证，像时序仿真、系统验证。软件主要有saber、modelsim、pspice等2. saber仿真验证1) 系统级仿真：如汽车、飞机等大系统，包含机械、电、液压、控制等。其关心的问题是系统功能验证，一般是函数层面的东西，不关系系统实现（器件EDA模型）。2) 模块级仿真：模块的定义与其所处的层次有关，可以上升为系统级，也可以下降为器件级。部分关心功能，部分关心实现，如发动机、车门、闸、灯、轴等。3) 元器件级：由若干器件组成的电路/系统。可以实现的，即可以由器件的EDA模型组成。在进行系统仿真之前要弄明白对象：系统是什么，模块是什么，其器件是什么。3. 验证方法及方式包含两种方法：Top-Down和Down-Top1) Top-Down自上至下分别是系统级-模块级-器件级，在系统级不关心器件，只关心传递函数层面的实现；在模块级能用器件实现的用器件实现，其余的用传函实现；在器件级用器件的EDA模型实现。2) Down-Top首先由器件的EDA模型建立器件级模型，根据仿真的结果抽象处模块的功能，在模块级用传函加器件的方式分析模块的功能，并进一步抽象得出系统级的功能和传函，进行系统功能验证。两种方式的区别：1) Top-Down：属于定制类型的仿真验证，通用性较差，环境和电路参数改变后，模块和器件级的构建都需要重新来过，器件级建模工作量小。2) Down-Top：属于通用型的仿真验证，通用性较强，因为器件是通用的模型，能够应用到不同的场合，所以顶层更改功能较容易实现，验证精度较高，但是器件级建模工作量大。4. 建模1) 目标分类方法：l 定制建模：验证所关心的设计，器件的其余功能和性能不关心。l 通用建模：严格按照器件特性建模，工作量大。如运放模型：定制模型可以只关心直流放大倍数A；通用模型还要考虑交流放大倍数、频率响应特性、一阶频率特性等。2) 系统层次和建模分类关系系统级器件级模块级定制通用在模块级根据需要来判断是选择定制型建模还是选择通用型建模。5. 建模基本流程1) 明确目标：l 器件行为：描述的是器件功能，比如运放起放大作用。l 器件特性：考量的是器件实现功能的精度，如5V逻辑的输出是4.9V。l 模型测试：测试行为和特性是否真的实现了。2) 研究目标：研究目标的功能、行为和特性，一定要成文并且经过反复思考，必要时征求设计人员的意见。3) 选择建模方法：根据目标研究结果和时间进度要求选择Top-Down或者Down-Top的方式建模。4) 编写模型代码。5) 测试：可能会占到建模的一半甚至是以上的时间。明确目标方法写代码测试Debug调试写测试力写测试力先后写测试力的优缺点：l 先写测试力，针对研究目标，更改代码也会是针对目标而改的，考虑会比较全面。l 后写测试力，往往会变成对所写代码的测试，不是针对研究目标。6. 建模方法按照优先级从低到高排列：1) 参量化模板（template）：Saber库中有很多通用模板，更改其中有把握更改的参数，如改变名为model的参数。通用模板的default参数能够cover大多数应用情况。基本原则：能够理解的参数，能够获得数据的参数去修改，没有把握的不要动。2) 宏模型（macro-modeling）：hierarchical层次化建模，利用MAST和Netlist方式建模3) 语言：在上述两种建模方式都无效的情况下才考虑用语言建模，主要用到MAST、VHDL-AMS、Saber HDL、C、Fortran等4) 至于Saber与其它工具的接口、协同只能算是技巧7. MAST语言1) template结构header部分：template name pinlist = parameterslist定义pin 定义 digital state logic_4 electricalparameter 声明number：Saber的数据全是浮点型的，没有整数的概念enum：枚举类型struct：结构体，可以包含任意类型的元素string：字符串类型array：数组，其实是数字数组body部分：Netlist：网表引用parameters ：number和string类型的变量在此处赋值values ：定义成val类型的变量在此处赋值when ：数字逻辑control_section ：步长和初始化equations ：var类型的变量在此处计算网表语法：primitive.ref p:n1 m:n2 = 参数定义如：l.l1 p:n2 m:n3 = l = 1mc.c1 p:n3 m:0 = c = 10n Saber中gnd 为 02) parameters：不参与仿真，为仿真做准备，处理template 的header中定义的参数，在Netlist时会有变化，做alter命令时会有变化，在simulation时没有变化。3) values：做analog信号的处理，在仿真时才有变化，val类型变量在此计算4) when：做digital信号的处理，可以有多个，不分先后顺序5) control_section：起到配置作用、应力信息设置、报告错误信息等6) equations：解算var类型的变量三、 测试1. 模型测试：测试目标：系统、模块、器件2. 分类1) 功能测试：要做功能测试，首先需要了解Saber软件都有哪些分析功能。l TR：瞬态分析l DC：一说工作点分析，又说是稳态分析，即所有器件的响应都达到稳定状态时电路中器件的参数，如电容达到稳态时，其中的电流为零，电感两端的电压为零。 在做直流分析时需要注意，某些系统可能做DC分析没有意义。DC认为是系统稳定后的状态。l AC：基本理论是输入信号的赋值对系统输出的影响可以忽略不计l Dt：相当于对vsource按照步长的变化做vary分析，每一次变步长都是进行DC分析l sensitivity：后处理l noise：只针对噪声的信号特征、频率和能量特征进行分析l distort：非周期信号频域特征分析l pz：在控制系统中使用，做传递函数分析，一般在电路器件级分析很少用l two-port：端口的阻抗、跨导特性分析l mc：l stress：瞬时功耗超限不会带来严重的影响，但是最好不要出现，平均功耗超限会导致严重的问题l FMEA：l Fourier：周期信号的时-频变换，考察信号质量、谐波特性l FFT：非周期信号的频域特性分析l IFFT：反变换l Pareto：容差分析的后处理方法，不算做分析2) 特性测试根据编写的测试应力进行各项特性测试，如幅频特性、相频特性等，其中要定义好误差项。3) 失效测试（故障）：在多数情况下由于缺乏数据支持转向实物测试，如果建模能够做到circuit级，则由于晶体管的模型准确详细，能够反应失效导致的结果，进行失效测试将是可行的。前两个测试是标准的，失