微電子集成電路設(shè)計(jì)仿真軟件使用介紹課件

第三章集成電路設(shè)計(jì)仿真軟件使用介紹

OrcadCaptureHspiceCosmosScope主要內(nèi)容黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)哈工大MEMS中心電路的設(shè)計(jì)流程1.交互式電路圖輸入2.電路仿真3.版圖設(shè)計(jì)4.版圖的驗(yàn)證（DRCLVS）5.寄生參數(shù)提取6.后仿真7.流片黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)capture——新建項(xiàng)目黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)capture——工具欄說(shuō)明黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)capture——快捷鍵PlaceBusEntryEPlacePower FPlaceGnd

GZoomIn IZoomOut OPlacePart PPlaceWire WPlaceNetNameNPlaceBus BPlaceJunction J黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Capture——添加庫(kù)文件Hspice.olbSource.olbCsmc.olbAll.olbPlacePart快捷鍵pHspice庫(kù)中常用元件Comparewithgnd——比較器E_opampwithgnd——理想運(yùn)放Gswithwgnd——理想開(kāi)關(guān)黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Capture——設(shè)置模板設(shè)置仿真庫(kù)路徑設(shè)置.OPTION設(shè)置分析方式模板所在的庫(kù)模板黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Capture——添加源輸入源或者器件名稱(chēng)，回車(chē)直接在庫(kù)里面選擇黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Capture——生成網(wǎng)表點(diǎn)擊createnetlist按鈕，彈出對(duì)話(huà)框，選擇pspice選項(xiàng)卡將原來(lái)的擴(kuò)展名改為.sp黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Capture——標(biāo)注點(diǎn)擊Annotate按鈕，彈出annotate對(duì)話(huà)框選擇第二項(xiàng)unconditinalreferenceupdate如果生成網(wǎng)表不成功，一般表示有重復(fù)定義的器件黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——配置hspice.ini修改option修改電源黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——使用網(wǎng)表文件的第一行.lib語(yǔ)句的修改（路徑中的斜杠）.option語(yǔ)句的設(shè)定仿真語(yǔ)句的設(shè)定黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——使用仿真完畢，點(diǎn)擊editll

查找err

有Errchk即為成功，否則按照error提示，修改電路圖重來(lái)。黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——使用直流分析.DCvar1start1stop1inc1靜態(tài)工作點(diǎn)分析.op極零點(diǎn)分析.pz直流小信號(hào)傳輸點(diǎn)分析.tf交流分析.ACvar1start1stop1inc1噪聲分析.Noise瞬態(tài)分析.TRANtinc1tstop1黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——不收斂原因（可能）Hspice仿真過(guò)程采用Newton-Raphson算法通過(guò)迭代解矩陣方程，使節(jié)點(diǎn)電壓和支路電流滿(mǎn)足Kirchoff定律。迭代算法計(jì)算不成功的節(jié)點(diǎn)，主要是因?yàn)橛?jì)算時(shí)超過(guò)了Hspice限制的每種仿真迭代的總次數(shù)從而超過(guò)了迭代的限制，或是時(shí)間步長(zhǎng)值小于Hspice允許的最小值。黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)可能的原因解決方法電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電路連線(xiàn)錯(cuò)誤，語(yǔ)句錯(cuò)誤，其他錯(cuò)誤可以通過(guò)查找列表文件中的warning和errors發(fā)現(xiàn)分塊仿真；簡(jiǎn)化輸入源；調(diào)整二極管的寄生電阻；仿真模型由于所有的半導(dǎo)體器件模型都可能包含電感為零的區(qū)域，因此可能引起迭代的不收斂。在PN結(jié)或MOS的漏與源之間跨接一個(gè)小電阻；將.option中默認(rèn)的GMINDC、GMIN增大。options設(shè)置重新設(shè)置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等Hspice——不收斂原因（可能）黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——不收斂解決辦法檢查電路連線(xiàn),如N管襯底沒(méi)有接地等連線(xiàn)錯(cuò)誤。刪除.option語(yǔ)句中除acct，list，node，post之外的所有設(shè)置，采用默認(rèn)設(shè)置，查找.lis文件中關(guān)于不收斂的原因使用.nodeset和.ic語(yǔ)句自行設(shè)置部分工作點(diǎn)的偏置。直流掃描中電壓或電流變化太快，通過(guò)增加ITL2來(lái)保證收斂，.optionITL2是在直流掃描分析中在每一步允許迭代的次數(shù)，通過(guò)增加迭代次數(shù)，可以在電壓或電流變化很快的點(diǎn)收斂。由于MOS管線(xiàn)性區(qū)和飽和區(qū)之間的不連續(xù)，Newton-Raphson算法在不連續(xù)點(diǎn)處進(jìn)行迭點(diǎn)計(jì)算產(chǎn)生震蕩，可以通過(guò)增減仿真步長(zhǎng)值或改變仿真初始值(范圍)來(lái)保證收斂。瞬態(tài)分析不收斂主要是由于快速的電壓變化和模型的不連續(xù)，對(duì)于快速的電壓變化可以通過(guò)改變分析的步長(zhǎng)值來(lái)保證收斂。瞬態(tài)分析，默認(rèn)采用Trapezoidal算法，精度比較高，但容易產(chǎn)生寄生振蕩，采用

GEAR算法作為濾波器可以濾去由于算法產(chǎn)生的振蕩，具有更高的穩(wěn)定性。瞬態(tài)分析先進(jìn)行直流工作點(diǎn)的計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果作為瞬態(tài)分析在T0時(shí)刻的初始值，再通過(guò)Newton-Raphson算法進(jìn)行迭代計(jì)算，在迭代計(jì)算過(guò)程中時(shí)間步長(zhǎng)值是動(dòng)態(tài)變化的，.tran

tstep中的步長(zhǎng)值并不是仿真的步長(zhǎng)值，只是打印輸出仿真結(jié)果的時(shí)間間隔的值，可以通過(guò)調(diào)整.optionslvltim

imax

imin來(lái)調(diào)整步長(zhǎng)值。黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——察看波形選擇要查看的信號(hào)波形黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——測(cè)量參數(shù)點(diǎn)擊measurementtool按鈕，彈出measurement對(duì)話(huà)框黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——測(cè)量黑龍江大學(xué)集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——多曲線(xiàn)顯示當(dāng)對(duì)