Hspice电路仿真实验讲义-清华大学微电子学研究所

"Hspice电路仿真-清华大学讲义" Hspice是一款广泛用于集成电路设计中的电路仿真工具，尤其在电路级仿真和分析方面发挥着重要作用。它基于UC Berkeley开发的SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）平台，采用数值方法对电路进行DC、AC和瞬态分析。Hspice不仅支持基础电路元件如电阻、电容的模拟，还能处理复杂的器件模型，如MOSFET。 在Hspice的电路仿真过程中，用户通过编写输入网单（网表文件）来设定仿真参数和控制程序功能。网单的结构通常包括以下几个部分： 1. `.title`：这部分用于添加输入文件的标题，方便识别和记录仿真内容。 2. `.options`：这个语句允许用户设置程序参数和控制功能。例如，`.options node` 可以列出所有节点的元件端点帮助查错，`.options post` 会使得输出数据能够被MetaWaves浏览器处理，`.options list` 列出元件列表，`.options measdgt` 设置`.MEASURE`语句的输出有效数字位数，而`.options nomod` 则防止输出器件模型信息。 3. `Analysis statement`：这部分定义了仿真类型，如直流分析（DC）、交流分析（AC）和瞬态分析（Transient）等。 4. `.print/.plot/.graph/.probe`：这些指令控制仿真结果的输出方式，如打印、绘制图表等。 5. `Sources (I or V)`：这部分描述电路激励源，可以是电压源或电流源。 6. `Netlist`：电路的元件连接列表，包括各个元件及其连接关系。 7. `.lib` 和 `.modellibraries`：引入元件库和器件模型库，用于描述电路中使用的特定器件的行为。 8. `.end`：输入文件的结束语句，标志着网单的结束。 在实际的IC设计流程中，电路仿真是一个关键步骤，涵盖了从功能定义、行为设计到逻辑级和电路级仿真，再到版图设计、验证和后仿真。Hspice在电路级仿真的环节中，可以帮助设计者调整电路参数，预测功耗和延迟等关键性能指标。 以给定的示例`.options post`为例，这条命令开启了将仿真结果发送到后处理程序的功能，这通常是为了进一步分析和可视化数据，如使用MetaWaves进行查看和分析。在进行电路仿真时，正确设置这些选项可以显著提高仿真效率和结果的可读性，对于优化设计和问题排查至关重要。 通过理解并熟练运用Hspice的选项控制和其他指令，设计者能够更精确地模拟电路行为，从而在设计阶段就能确保电路满足预期性能要求，减少物理实现后的修正工作，提高设计的成功率。