电路模拟器及其应用

生产芯片成本非常昂贵，也非常耗时，即使是试做样品数量很少，也要花费和批量生产差不多的成本。因此在投片之前，设计者要利用模拟工具来分析设计电路并对设计进行验证，以保证所设计的电路符合设计者的要求。

目前进行模拟的工具比较多，针对电路功能和性能的模拟器主要包括电路模拟器和逻辑模拟器。电路模拟器（Circuit Simulator，如SPICE）使用器件模型和电路网表（Netlist）对电路中影响芯片性能和功耗的电压和电流等因素加以预测；逻辑模拟器（Logic Simulator）能够对数字电路的逻辑功能加以预测，广泛用于验证用HDL设计的逻辑功能的正确性。

其中针对电路模拟的模拟器主要是SPICE（Simulation Programwith Integrated Circuit Em-phasis，以集成电路为重点的模拟程序）模拟器，该模拟器最初于20世纪70年代在伯克利开发完成。它能够求解由晶体管、电阻、电容以及电压源等分量组成的非线性微分方程。SPICE模拟器提供了许多对电路进行分析的方法，但数字VLSI电路设计者的主要兴趣在直流分析（DC Analysis）和瞬态分析（Transient Analysis）两种方法上，这两种方法能够在输入固定或实时变化的情况下对电路节点的电压进行预测。(www.xing528.com)

SPICE程序最初是用FORTRAN语言编写的，但只有商业版本的SPICE才具有更强的数值收敛性。SPICE在工业领域的应用非常广泛，能够支持最新的器件和互连模型，同时还提供了大量的增强功能来评估和优化电路。

SPICE已经发展成若干个版本，但比较常用的有HSPICE、TSPICE、PSPICE和Smart-SPICE等，其基本的工作模式是一样的：读入一个输入文件（一般是电路网表文件），生成一个包括模拟结果、警告信息和错误信息的列表文件。输入文件包含一个由各种组件和节点组成的电路网表，也包含了一些模拟选项、分析指令及器件模型等。输出文件一般包括基本的结果数据，也可以利用指令输出所需要的图形数据，方便读者观察。设计者只要学会其中的一种SPICE模拟器就可以进行集成电路的模拟设计，同时也可以很容易地学会其他几种SPICE模拟器。