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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 HspiceCosmos 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*.lis记录说明文件*.tpl板框文
2、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 EPlace Power FPlace Gnd GZoom In IZoom Out O,Place Part PPlace Wire WPlace Net Name NPlace Bus BPlace Junction J,黑龙江大学集成电路与集成系统,Capture 打开项目,.DSN 具体的电路设计文件.opj 工程文件,黑龙江大学集成电路与集成系
3、统,Capture 添加库文件,Hspice.olbSource.olb,Csmc.olbAll.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project manager按钮，出现下图,Capture生成网表,使所设计的处于
4、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 使用,open 调入网表文件（.sp）Edit nl 编辑网表文件 Edit
5、 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）,Hs
6、pice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
7、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，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
8、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
9、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,Cosmos Scope多曲线显示,当对单个变量进行sweep仿真时，输出多条曲线，在信号单击右键，选择弹出对话框中的Member Attrebutes,黑龙江大学集成电路与集成系统,Cosmos Scope多曲线使用,在弹出对话框中点击Rainbow Colored,结果如下图所示,
