第八讲HSPICE.ppt

1 第八讲HSPICE网表的语法 续 2 纲要 3 命令语句 1 直流分析 2 交流分析 3 瞬态分析 4 蒙特卡罗最坏情况分析 5 温度分析 蒙特卡罗 MONTECARLO 分析 4 含义 在给定的标准差资料的基础上 使用随机数发生器按元件值的概率分布来选择元件值 然后对电路进行模拟分析 目的 计算a 一定的工艺误差允许范围内的元件值 b 一定的元件值下所允许的工艺误差容忍值 应用预测a 元件参数的变化对产品效能的影响 b 电路生产的成品率及成本等 蒙特卡罗分析方法 直流工作分析 DCMONTE val直流扫描分析 DCvin15 25SWEEPMONTE val交流扫描分析 ACdec1010010megSWEEPMONTE val瞬态扫描分析 TRAN1n10nSWEEPMONTE val注释 value 蒙特卡罗分析中迭代的次数 一般是30 5 TRAN1N10N SWEEPCx05P1P 元件参数的设定 PARAM 蒙特卡罗分析设定 元件参数设定 均匀分布相对变化 PARAMXX UNIF NOM VALUE REL VARIATION 绝对变化 PARAMXX AUNIF NOM VALUE ABS VARIATION 注释 XX 变化参数名NOM VALUE 参数变化中心值 N REL VARIATION 相对变化值 R 在 N N R N N R 之间呈均匀分布 ABS VARIATION 绝对变化值 A 在 N A N A 之间呈均匀分布 multiplier 重复计算的次数 并储存最大偏离值 默认为1 6 蒙特卡罗 MONTECARLO 分析 蒙特卡罗分析设定 元件参数设定 高斯分布相对变化 PARAMXX GAUSS NOM VALUE REL VARIATION 绝对变化 PARAMXX AGAUSS NOM VALUE ABS VARIATION 注释 XX 变化参数名NOM VALUE 参数变化中心值 N REL VARIATION 相对变化值 R 在 N N R N N R 之间呈高斯分布 ABS VARIATION 绝对变化值 A 在 N A N A 之间呈高斯分布 Sigm 标准差参数 S 实际标准差 A Smultiplier 重复计算的次数 并储存最大偏离值 默认为1 7 蒙特卡罗 MONTECARLO 分析 蒙特卡罗分析设定 元件参数设定 随机范围参数分布 PARAMXX LIMIT NOM VALUE ABS VARIATION 注释 XX 变化参数名NOM VALUE 参数变化中心值 N ABS VARIATION 绝对变化值 A 在 N A N A 之间呈随机分布 multiplier 重复计算的次数 并储存最大偏离值 默认为1 8 9 蒙特卡罗分析举例 例2 6利用HSPICE对R1服从高斯变化时 中心点为100 相对变化值0 2 计算出输出V 1 2 以及I R2 的变化值 10 蒙特卡罗分析netlist Adcrun titlevs10DC10 circuitdescriptionR113VALUER212100R323100R420100 OPTIONLISTNODE controloptions DCMONTE 10 PARAMVALUE GAUSS 100 0 2 PRINTDCV 1 2 I R2 outputoptions GRAPHDCV 1 2 END Task1 Monte sp 11 Montesweepinformation inmonte lisfile adcrun title dctransfercurvestnom 25 000temp 25 000 montecarlo1stsweep indexvoltagecurrent1r221 000004 012140 1208m2 000003 970939 7093m3 000003 996339 9627m4 000004 004140 0415m5 000003 971039 7097m6 000004 020640 2059m7 000003 966539 6653m8 000004 028940 2888m9 000004 028640 2856m10 000003 971139 7106m MonteResult 12 V 1 2 变化情况 V 1 2 以4V为中心波动 right 13 最坏情况分析 方法 一般取统计分布的 2 或 3 值用sweep扫描来进行 目的 调节电路参数 最后以一种符合实际的折衷方法完善电路的设计 应用 一般对MOS和双极型集成电路进行参数极端情况的分析 14 命令语句 1 直流分析 2 交流分析 3 瞬态分析 4 蒙特卡罗最坏情况分析 5 温度分析 电路的温度特性 电路温度 由 TEMP语句设定 格式 TEMPT1T2T3 电路对每个设定温度都模拟一次 注 若缺省 则电路温度为TNOM option设定 若未设定 25 单个元件温度 这是用DTEMP参数的扩展功能 指的是元件温度与电路温度的差值模型参考温度 这个温度由 MODEL语句中的TREF参数决定 15 举例 16 TEMP100 电路温度D1N1N2DMODDTEMP 30 二极管D1温度100 30D2NANCDMOD 二极管D2温度100R1NPNN100DTEMP 30 电阻温度100 30 MODELDMODDIS 1E 1 5VJ 0 6CJA 1 2E 13 CJP 1 3E 14TREF 60 0 模型温度 17 休息一下 1 ALTER语句 2 PARAM语句 4 OPTIONS语句 18 命令语句 3 DATA语句 ALTER语句 功能 针对设定的不同参数和数据自动进行更替来进行电路的模拟格式 circuitstatement altercircuitstatement注意 ALTER语句中不能包 PRINT PLOT GRAPH或其它任何I O语句 但可以包含所有用于分析的语句 DC AC OP TRAN FOUR DISTO PZ TF等 19 20 例 这是一个简单的RC电路 请利用HSPICE分析各个节点的瞬态电压和流过各个元件的电流 C1两端的初始电压分别为0V和2V 第七讲瞬态分析例子 ALTER举例 TRAN分析中初始条件作用举例 21 ALTER模块网表编写 ASIMPLEACRUNR1121KR2201KC120 001UIC 0VV11010AC1PULSE0510N20N20N500N2U OPTIONSLISTNODEPOST OP TRAN10N2U 仿真区域为0 2us PRINTTRANV 1 V 2 I R2 I C1 ALTERC120 001UIC 2V END Task2 tranrun sp 22 分析结果 IC 2V IC 0V PARAM语句 23 功能 用来对HSPICE模拟中的元件和模型所指定的关键字进行赋值 这特别适合要调用不同参数进行模拟以及统计分析 蒙特卡罗分析 等场合 对所赋的任何一个值都模拟一遍 格式 PARAMXX VALUE formula 例 PARAMWVAL 15UVDD 5 ExampleofALTERcontainsPARAM ExampleofALTERcontainsPARAM OPTIONLISTNODEPOST TRAN200P20N PRINTTRANV IN V OUT M1OUTINVCCVCCPCHL 1UW WxM2OUTIN00NCHL 1UW WxVCCVCC05VININ00PULSE 24 82N1N1N5N20NCLOADOUT0Cx MODELPCHPMOSLEVEL 1 MODELNCHNMOSLEVEL 1 PARAMWx 20UCx 75p ALTER PARAMWx 20UCx 50p ALTER PARAMWx 20UCx 25p ALTER PARAMWx 20UCx 10p ALTER PARAMWx 10UCx 10p ALTER PARAMWx 5UCx 10p END ExampleofALTERcontainsPARAM DATA语句 26 功能 针对每一个模拟过程期间 那些需要改变的参数提供了一种简便的改变参数并给出数值设置的有效方法应用 DATA语句特别适合做数据驱动分析 多参数变化注意 DATA语句中可以读入任何数据 并在一个输出曲线中绘制出调用不同参数进行模拟的结果 27 DATA语句 一般形式 DATADATANMPNAME1 PVALUE1 ENDDATA 注释 DATANM 在 TRAN DC或 AC语句设定的数据调用名PNAME 参数名 PVALUE 参数值 DATA举例 28 TRAN1n100nSWEEPDATA devinf ACDEC101hz10khzSWEEPDATA devinf DCTEMP 5512510SWEEPDATA devinf DATAdevinfwidthlengththreshcap50u30u1 2v1 2pf25u15u1 0v0 8pf5u2u0 7v0 6pf ENDDATA ExampleofDATAastheInnerSweep ExampleofDATAastheInnerSweepM1OUTINVCCVCCPCHL 1UW WxM2OUTIN00NCHL 1UW WxVCCVCC05VININ00PULSE 24 82N1N1N5N20NCLOADOUT0Cx OPTIONLISTNODEPOST TRAN200P20NSWEEPDATA d1 PRINTTRANV IN V OUT MODELPCHPMOSLEVEL 1 MODELNCHNMOSLEVEL 1 DATAd1WxCx20u 50p20u 25p20u 10p10u 10p5u 10p ENDDATA END paramwx 20ucx 50p alter paramwx 20ucx 25p alter paramwx 20ucx 10p alter paramwx 10ucx 10p alter paramwx 5ucx 10p end OPTION语句 30 功能 任选项语句是为了满足用户的需要或特殊的模拟目的 允许用户重新设置程序的参数或 和控制程序的功能格式 OPTIONSopt1注释 1 对整个程序起作用2 分为两种类型 无值和有值3 不同的任选项在语句中可以任意排列 常用的可选项语句 31 更多 OPTIONS语句请参看C synopsys Hspice A 2007 09 docs hspice cmdref pdf P385 536 32 OPTIONS运用举例 一个简单的RC电路 ASIMPLEACRUNR1121KR2201KC120 001Uic 0V11010AC1PULSE0510N20N20N500N2U OPTIONSLISTNODEPOSTACCTOPTS OP ACDEC101K100MEG TRAN10N2U PRINTTRANV