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SPICE(Simulation program with integrated circuit emphasis)是最为普遍的电路级模拟程序, HSPICE使用是仿真分析的一大利器。Hspice是事实上的Spice工业标准仿真软件,在业内应用最为广泛,它具有精度高、仿真功能强大等特点,但它没有前端输入环境,需要事前准备好网表文件,不适合初级用户,主要应用于集成电路设计
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HSPICE 简明教程
udan
专用集成电路与系统国家重点实验室
RFIC
整理者 版本号 日期 说明
宫志超
1.0 2007.4.7
本文档内容以常用 HSPICE 指令为主,主要
目的为便于学习与查询,详细了解请参阅参
考文献
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Hspice 简明教程 目录
E RFIC 2 / 63
目录
第一章 概述 .............................................................................................................. 5
§1.1 HSPICE 简介 ................................................................................................ 5
§1.2 常数 .............................................................................................................. 5
§1.3 输入输出文件及后缀 ..................................................................................... 5
§1.4 一个简单例子 ................................................................................................ 6
§1.5 符号说明 ....................................................................................................... 7
第二章 仿真输入及控制的设置 ................................................................................. 8
§2.1 输入网表概要 ................................................................................................ 8
§2.2 网表文件中的元素 ......................................................................................... 8
第三章 器件及电源 ................................................................................................. 15
§3.1 器件 ............................................................................................................ 15
§3.2 独立源 ......................................................................................................... 16
3.2.1 直流源 .................................................................................................... 16
3.2.2 交流源 .................................................................................................... 16
3.2.3 瞬态源 .................................................................................................... 16
3.2.4 混合源 .................................................................................................... 21
§3.3 受控源 ......................................................................................................... 22
3.3.1 压控电压源 E ELEMENTS .................................................................... 22
3.3.2 压控电流源 G ELEMENTS .................................................................... 23
第四章 参数、函数及仿真设置 ............................................................................... 25
§4.1 参数 ............................................................................................................ 25
4.1.1 参数定义 ................................................................................................ 25
4.1.2 .PARAM 声明 ........................................................................................ 25
4.1.3 指令行内定义 ......................................................................................... 25
4.1.4 代数表达式定义输出参数 ....................................................................... 25
4.1.5 倍乘参数 M (THE MULTIPLY PARAMETER) ........................................ 25
4.1.6 参数作用范围 ......................................................................................... 26
§4.2 函数 ............................................................................................................ 27
4.2.1 用户定义函数 ......................................................................................... 27
4.2.2 内置函数 ................................................................................................ 27
4.2.3 保留变量 ................................................................................................ 29
§4.3 仿真设置 ..................................................................................................... 29
4.3.1 设置控制选项(CONTROL OPTIONS) ................................................ 29
4.3.2 基本控制选项 ......................................................................................... 29
第五章 输出设置 ..................................................................................................... 31
§5.1 输出指令 ..................................................................................................... 31
§5.2 输出参数 ..................................................................................................... 31
5.2.1 直流和瞬态分析输出参数 ....................................................................... 31

Hspice 简明教程 目录
E RFIC 3 / 63
5.2.2 功率 ........................................................................................................ 32
5.2.3 交流分析输出参数 .................................................................................. 32
5.2.4 网路相关参数 ......................................................................................... 33
5.2.5 噪声和谐波分析输出参数 ....................................................................... 33
5.2.6 器件参数输出 ......................................................................................... 34
第六章 常用分析 ..................................................................................................... 35
§6.1 直流初始化及工作点分析 ............................................................................ 35
6.1.1 电路初始化 ............................................................................................. 35
6.1.2 工作点分析(OPERATING POINT) .OP 声明 ..................................... 35
§6.2 直流扫描分析 .............................................................................................. 36
6.2.1 .DC 声明 ................................................................................................ 36
6.2.2 例子 ........................................................................................................ 36
6.2.3 其他直流分析声明 .................................................................................. 37
§6.3 瞬态分析 ..................................................................................................... 38
6.3.1 瞬态分析的初始化 .................................................................................. 38
6.3.2 瞬态分析 .TRAN 声明 ......................................................................... 38
6.3.3 例子 ........................................................................................................ 38
6.3.4 傅立叶分析 ............................................................................................. 38
§6.4 交流分析 ..................................................................................................... 40
6.4.1 交流分析 .AC 声明 .............................................................................. 40
6.4.2 例子 ........................................................................................................ 40
6.4.3 其他交流分析 ......................................................................................... 41
第七章 统计分析及优化 .......................................................................................... 43
§7.1 用户定义的分析 .......................................................................................... 43
7.1.1 .MEASURE 声明 ................................................................................. 43
7.1.2 上升、下降和延迟(RISE FALL AND DELAY) ......................................... 43
7.1.3 FIND 和 WHEN 函数 ............................................................................ 44
7.1.4 方程计算 ................................................................................................ 45
7.1.5 平均值、均方根值、最大最小值和峰峰值测量 ....................................... 45
7.1.6 积分函数 ................................................................................................ 46
7.1.7 微分函数 ................................................................................................ 46
7.1.8 误差函数 ................................................................................................ 47
§7.2 温度分析 ..................................................................................................... 48
§7.3 最坏情况分析 .............................................................................................. 48
7.3.1 标准统计名词定义 .................................................................................. 48
7.3.2 最坏情况分析介绍 .................................................................................. 49
7.3.3 模型歪斜参数及工艺角文件 .................................................................... 49
§7.4 蒙特卡罗分析 .............................................................................................. 50
7.4.1 蒙特卡罗分析概要 .................................................................................. 50
7.4.2 定义分布函数 .PARAM 声明 ............................................................... 51
7.4.3 蒙特卡罗分析的例子 ............................................................................... 52

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7.4.4 最差情况和蒙特卡罗分析的例子 ............................................................. 53
§7.5 优化 ............................................................................................................ 58
7.5.1 优化概要 ................................................................................................ 58
7.5.2 优化相关声明 ......................................................................................... 59
7.5.3 优化的例子 ............................................................................................. 60
备注: ....................................................................................................................... 63
参考文献: ................................................................................................................ 63

Hspice 简明教程 第一章
E RFIC 5 / 63
第一章 概述
§1.1 Hspice 简介
Hspice是电路模拟仿真的工具。其前身可追溯到1972年诞生于美国加利福尼亚大学
柏克莱分校的SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)。Hspice
可在直流到100GHz的频率范围内对电路进行准确的仿真、分析及优化。其主要特征如
下:
极佳的收敛性。
精确的模型。
对模型及单元的电路优化,可同步优化多种参数。
支持蒙特卡罗和最差情况分析。
参数化单元的输入、输出及行为级代数描述。
等等。
§1.2 常数
F=1e-15 P=1e-12 N=1e-9 U=1e-6 M=1e-3
T=1e12 G=1e9 MEG=X=1e6 K=1e3
§1.3 输入输出文件及后缀
1) Hspice 输入文件:
输出配置文件 meta.cfg
初始化文件 hspice.ini
直流工作点初始化文件 <design>.ic
输入网表文件 <design>.sp
库输入文件 <library_name>
模拟转移数据文件 <design>.d2a
2) Hspice 输出文件:
输出列表 .lis或由用户自己定义
瞬态分析结果 .tr#+
瞬态分析测量结果 .mt#
直流分析结果 .sw#+
直流分析测量结果 .ms#
交流分析结果 .ac#+
交流分析测量结果 .ma#
硬拷贝图形数据 .gr#++
数字输出 .a2d
FFT 分析图形数据 .ft#+++
子电路交叉列表 .pa#
输出状态 .st#
工作点节点电压(初始条件) .ic
# :代表扫描分析序号或者硬拷贝文件序号,一般从 0 开始。
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