微电子集成电路设计仿真软件使用介绍.ppt

1、,第三章,集成电路设计仿真软件使用介绍 ,黑龙江大学集成电路与集成系统,Orcad Capture Hspice Cosmos Scope,主要内容,黑龙江大学集成电路与集成系统,哈工大MEMS中心电路的设计流程,1.交互式电路图输入 2.电路仿真 3.版图设计 4.版图的验证（DRC LVS） 5.寄生参数提取 6.后仿真 7.流片,黑龙江大学集成电路与集成系统,*.opj项目管理文件 *.dsn电路图文件 *.olb图形符号库文件 *.lib仿真模型描述库文件 *.mnl网络表文件 *.max电路板文件,*.tch技术档文件 *.gbt光绘文件 *.llbPCB封装库文件 *.log *.

2、lis记录说明文件 *.tpl板框文件 *.sf策略档文件,capture基本文档类型,黑龙江大学集成电路与集成系统,capture新建项目,黑龙江大学集成电路与集成系统,capture工具栏说明,黑龙江大学集成电路与集成系统,capture快捷键,Place Bus Entry E Place Power F Place Gnd G Zoom In I Zoom Out O,Place Part P Place Wire W Place Net Name N Place Bus B Place Junction J,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture 打开项目,.DSN 具体的电路

3、设计文件 .opj 工程文件,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture 添加库文件,Hspice.olb Source.olb,Csmc.olb All.olb,Place Part 快捷键 p,Hspice库中常用元件 Comparewithgnd比较器 E_opampwithgnd理想运放 Gswithwgnd理想开关,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture 设置模板,设置仿真库路径 设置 .OPTION 设置分析方式,模板所在的库,模板,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture 添加源,输入源或者器件名称，回车,直接在库里面选择,黑龙江大学集成电路与集成系统,点击proje

4、ct manager按钮，出现下图,Capture生成网表,使所设计的处于选中状态,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture生成网表,点击create netlist按钮，弹出对话框，选择pspice选项卡,将原来的扩展名改为.sp,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture 标注,点击Annotate按钮，弹出annotate对话框,选择第二项unconditinal reference update,如果生成网表不成功，一般表示有重复定义的器件,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice配置,hspice.ini 修改option 修改电源,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice

5、 使用,open 调入网表文件（.sp） Edit nl 编辑网表文件 Edit ll 察看仿真结果 Simulate 察看仿真状态,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice 使用,网表文件的第一行 .lib 语句的修改（路径中的斜杠） .option 语句的设定 仿真语句的设定,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice使用,仿真完毕，点击edit ll 查找err,有Errchk即为成功，否则按照error提示，修改电路图重来。,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice使用,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice输出格式,输出格式 lx8(q3) 表示输出q3管的源漏跨导 具体表格

6、在hspice.pdf,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice不收敛原因（可能）,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。,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice不收敛原因（可能）,黑龙江大学集成电路与集成系统,Hspice不收敛解决办法,检查电路连线,如N管衬底没有接地等连线错误。 删除.option语句中除acct，list，node，post之外的所

7、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 。 直流扫描中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 。 由于MOS管线性区和饱和区之间的不连续，Newton-Raphson算法在不连续点处进 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(范围)来保证收 敛 。 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。 瞬态分析，

8、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。 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 。,黑龙江大学集成电路与集成系统,Cosmos Scope输入文件,.ac0 交流分析输出 .tr0 瞬态分析输出 .sw0 直流扫描输出,黑龙江大学集成电路与集成系统,Cosmos Scope察看波形,选择要查看的信号波形,黑龙江大学集成电路与集成系统,Cosmos Scope测量参数,点击 measurement tool 按钮，弹出measurement 对话框,黑龙江大学集成电路与集成系统,Cosmos Scope测量,黑龙江大学集成电路与集成系统,Cosmos Scope计算器使用,1、鼠标左键点击待计算信号，使其选中,2、在输入栏内点击鼠标右键，输入选中信号,3、如此反复，将待运算信号输入，然后点击运算符号,4、点击按钮输出计算后波形,计算器启动按钮,黑龙江大学集成电路与集成系统,Co