电路仿真快速仿真数模混合仿真
AltiumDesigner中的电路仿真
今天看了下Altium Designer的电路仿真功能，发现它还是蛮强大的，按着help里面的文档《TU0106 Defining & running Circuit Simulation 》跑了一下，觉得还行，所以就把这个文档翻译下。
其中包含了仿真功能的介绍，元件仿真模型的添加与修改，仿真环境的设置，等等。
本人对SPICE仿真了解的不多，里面涉及到SPICE的文件如果有什么错误，欢迎提出！一、电路仿真功能介绍Altium Designer的混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。
Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能 ,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。
Altium Designer中的电路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。
仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。
SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。
五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFETs。
XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。
包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。
局部电路模型是指更复杂的器件，如用局部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。
每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。
数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。
数模混合仿真详细文档
用SpectreVerilog进行模数混仿，以Sigma-Delta ADC为例SpectreVerilog模数混仿, 模拟部分用Spectre, 数字部分用Verilog-XL. 所以还需要安装Cadence LDV软件, 其内含Verilog-XL仿真器.这里以自行设计的二阶全差分Sigma-Delta ADC为例, 详细介绍用SpectreVerilog的仿真过程. 所用工艺库为TSMC 0.18u，电源电压：1.8V.1. 准备Sigma-Delta ADC分模拟和数字部分两块, 其中模拟部分为调制器, 数字部分为数字滤波器. 如下图. 其中out为调制器的输出, 这里是1位0，1数据流. 数字滤波器为Verilog RTL级代码.Schematic：Symbol：Verilog Code：module DigitalFilter (in2out, out, clk, clr, in);output in2out;output [`wordsize-1:0] out;input clk;input clr;input in;reg in2out;wire clk_half1, clk_half2;……Endmodule同时为了直观的观看输出结果，因此把输出的数字字转化为模拟量，这里用Verilog-A做一个理想的DA转换器。
因此最好事先用Spectre仿真模拟部分, 用ModelSim或Verilog-XL等仿真数字部分. 这里假定我们已有:1) 模拟部分的原理图(包括Symbol);2) 数字部分的Verilog代码,DigitalFilter.v, 模块名:DigitalFilter(in2out,out,clk,clr,in);3) 数字部分的TestBench代码, DigitalFilter_TB.v, 模块名: DigitalFilter_TB.下图为最终的系统图：2. 创建数字模块的Symbol1) 新建一个Cell, View Name为symbol, Tool: Composer-Symbol.2) 画Symbol. 简单地, 画一个矩形框, 添加几个Lable, 然后添加Pin.3) 添加Pin. 左边输入, 右边输出. 对于多位的pin可以用如out<7:0>的样式作为pin的名字. 注意: 与模拟部分相连的多位Pin最好不要用一个pin, 而要用多个. 如下图.4) 创建对应的Verilog文件. 在symbol编辑器中, Design菜单->CreatCellView->From CellView.会弹出的对话框, Tool/Data Type一栏选择Verilog-Editor, 则To View Name会变为functional.点击OK, 会弹出错误对话框, 点No. 自动弹出VI编辑器, 可以看到已经生成Verilog代码的空壳.代码文件的路径在VI编辑器的标题栏上. 下面要做的就是把我们的数字模块(不是TestBench)的代码填进去. 如果不想用VI编辑器, 也可以用其他文本编辑器. 复制代码时最好不要动自动生成的代码. 经测试, 所有代码最好放在一个文件中.这一步之后，数字部分就会有functional和symbol两个View。
电路仿真思路
电路仿真思路
电路仿真是通过计算机软件实现电路行为模拟的过程。
下面是一些常见的电路仿真思路：
1. 确定仿真目标：首先要明确想要模拟的电路是什么类型的，例如模拟电路、数字电路、混合信号电路等。
然后确定仿真的目标，是验证电路的功能、优化参数、分析性能等。
2. 收集电路信息：获取电路的原理图、元件参数、信号波形等必要信息。
可以使用电路设计软件进行建模，通过添加元件、连线和设置参数来构建电路。
3. 设定仿真条件：为了模拟真实情况，需要设置仿真条件，如电源电压、输入信号频率、温度等。
这些条件会对电路的行为和性能产生影响。
4. 运行仿真：在电路仿真软件中运行仿真，观察电路的响应。
可以通过改变输入信号、调整元件参数等方式，观察电路行为的变化。
5. 分析仿真结果：通过仿真结果来验证电路的功能和性能是否符合预期。
可以查看电路的输出波形、频率响应、电流电压分布等，进行分析和比较。
6. 优化和调试：根据仿真结果进行优化电路设计，如调整元件数值、改变拓扑结构等。
同时，通过仿真结果来进行电路故障排除和调试。
总之，电路仿真是一个通过软件模拟电路行为的过程，可以帮助设计者快速验证设计、改进电路和进行故障排除。
通过不断优化仿真过程，可以提高电路设计的效率和准确性。
Multisim电路仿真教学组合逻辑电路仿真PPT课件
常用组合电路性能测试与仿真分析
依此类推，使ABC三个键按000、001、010…111组 合，运行，观测输出结果，列写测试结果。
输入
输出
A1
B1
CN1
S1
1CN1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
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常用组合电路性能测试与仿真分析
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实验5 组合逻辑电路的综合练习
1、设计一个余3码转换成8421码的电路 要求：能够显示输入代码和输出代码
2、用双四选一数据选择器实现全加器 要求：能够显示输入位和输出为的变化
3、设计一位余8421码的求和电路 要求：能够显示输入代码和输出代码
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实验6 触发器电路仿真分析
1、“一位全加器74LS183”性能测试 输入输出端子不多，采用开关提供输入信号，指示灯观察输出结果
注：D是SOP封装的，N是DIP封装
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常用组合电路性能测试与仿真分析
“一位全加器74LS183”性能测试
A1=B1=CN1=0, S1=0,1CN1=0
A1=1, B1=CN1=0, S1=1,1CN1=0
左侧第1区: Stop: 停止仿真 Reset：复位并清除显示波形 Reverse：改变屏幕背景颜色 左侧第2区: T1、T2：读数指针1和2离开扫描线
Cadence 实验系列12_数模混合电路设计_spetreVerilog!10
制作顶层文件
混合信号模拟的特点
建立层次文件
操设作置示仿例真环境
仿真
数字设计
模拟设计
2
1制作顶层文件 3
4
建立层次化文件
配置仿真环境 仿真验证
2-1 数字-模拟电路设计
1.数-模电路设计 2.数字电路设计 3. 模拟电路设计
2-1 数字-模拟电路设计
1.数-模电路设计
手工型
顺序型
偶合型
+
配对型
= spetr巢（套l型ock-step）同步法 集成型 = Cadence spetreverilog
框架型
1-1 数模混合模拟的定义
3. 混合信号模拟 Cadence spetreverilog解决方案
混合仿真环境
2.设置模式层次显示
2-4 设置仿真环境
2.设置Analog环境 1.设置仿真器工作模式
2-4 设置仿真环境
2. 配置仿真环境 2.设置引用工艺库
2-4 设置仿真环境
2. 配置仿真环境 3.设置模拟仿真器激励
2-4 设置仿真环境
2. 配置仿真环境 4.设置数字仿真器激励
2-4 设置仿真环境
schemetic
schemetic
Verilog-editor
时钟发生器
计数器
2-1 数字-模拟电路设计
1.数-模电路设计
Verilog
Lib
Counter_1
Clk_1
symbo schem
2-1 数字-模拟电路设计
1.数-模电路设计
1 建立自己的设计库 名字 design_101
2-1 数字-模拟电路设计
Altium 的电路仿真功能
一、电路仿真功能介绍Altium Designer的混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。
Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。
Altium Designer中的电路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。
仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。
SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。
五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFE Ts。
XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。
包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。
局部电路模型是指更复杂的器件，如用局部电路语法描述的操作运放、时钟、晶体等。
每个局部电路都下在*.ckt文件中，并在模型名称的前面加上大写的X。
数字器件模型是用数字SimCode语言编写的，这是一种由事件驱动型XSPICE模型扩展而来专门用于仿真数字器件的特殊的描述语言，是一种类C语言，实现对数字器件的行为及特征的描述，参数可以包括传输时延、负载特征等信息；行为可以通过真值表、数学函数和条件控制参数等。
它来源于标准的XSPICE代码模型。
在SimCode中，仿真文件采用ASCII码字符并且保存成.TXT后缀的文件，编译后生成*.scb模型文件。
可以将多个数字器件模型写在同一个文件中。
Altium Designer 可实现如下功能：1、仿真电路建立及与仿真模型的连接AD 中由于采用了集成库技术，原理图符号中即包含了对应的仿真模型，因此原理图即可直接用来作为仿真电路，而99SE中的仿真电路则需要另行建立并单独加载各元器件的仿真模型。
第二讲ORCAD之PSPICEAD数模混合仿真模块-文档资料
请看演示…….
PSpice 交流分析
运行仿真程序，放置电压探针在out端（或者在 Probe 演示窗口中加入V(out)波形 ) 仿真结果如下：
PSpice 中的噪声分析
噪声分析是针对电路中固有噪声（如电阻和半导体的工作 噪声）所做的分析，它的计算结果时所求节点相对于输入 独立源的等效噪声。 伴随AC交流分析而进行 所涉及的噪声种类：
PSpice 中的噪声分析
V(INOISE)和V(ONOISE) （菜单 Trace>Add Trace…或 快捷 键 ) INOISE 即INPUT NOISE ONOISE 即OUTPUT NOISE
5.确定后，运行仿真。在PSpice A/D窗口中加入波形
噪声的计算方法: 输出节点的总噪声除 以相对输入激励源的 电路的总增益
编写VHDL （EXPRESS） 绘制电路图 （CAPTURE） 进行电路混合仿真 （PSPICE A/D） 设计电路板 （LAYOUT）
VHDL仿真 （EXPRESS）
运用 PSpice 的基本条件
1.待仿真的元器件模型必须是PSpice的仿 真模型 2.电路中应该含有激励源，并且符合相应 的电路特性分析类型的要求 3.必须设置好合适的电路特性分析类型
热噪声： 电子的无序运动引起 散弹噪声：单位时间通过PN结的载流子数目变化造成 闪烁噪声： 能量主要集中在低频段，由于生产工艺的缺陷而引起
等效噪声：将整个电路中的噪声源都集中折算到选定的独 立源处，然后计算在等效的噪声源的激励下，所求节点处 产生的噪声。 PSpice可以分析每个频率点上指定节点的等效输出噪声电 压和指定输入端的等效输入噪声电压。噪声电压的单位是 V A 或 Hz ，即把噪声电平对噪声带宽的均方根进行归 Hz 一化
Altium-Designer中的电路仿真
Altium-Designer中的电路仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：Altium Designer中的电路仿真今天看了下Altium Designer的电路仿真功能，发现它还是蛮强大的，按着help里面的文档《TU0106 Defining & running Circuit Simulation analyses.PDF》跑了一下，觉得还行，所以就把这个文档翻译下。
其中包含了仿真功能的介绍，元件仿真模型的添加与修改，仿真环境的设置，等等。
本人对SPICE仿真了解的不多，里面涉及到SPICE的文件如果有什么错误，欢迎提出！一、电路仿真功能介绍Altium Designer的混合电路信号仿真工具，在电路原理图设计阶段实现对数模混合信号电路的功能设计仿真，配合简单易用的参数配置窗口，完成基于时序、离散度、信噪比等多种数据的分析。
Altium Designer 可以在原理图中提供完善的混合信号电路仿真功能 ,除了对XSPICE 标准的支持之外，还支持对Pspice模型和电路的仿真。
Altium Designer中的电路仿真是真正的混合模式仿真器，可以用于对模拟和数字器件的电路分析。
仿真器采用由乔治亚技术研究所（GTRI）开发的增强版事件驱动型XSPICE仿真模型，该模型是基于伯克里SPICE3代码，并于且SPICE3f5完全兼容。
SPICE3f5模拟器件模型：包括电阻、电容、电感、电压/电流源、传输线和开关。
五类主要的通用半导体器件模型，如diodes、BJTs、JFETs、MESFETs和MOSFETs。
XSPICE模拟器件模型是针对一些可能会影响到仿真效率的冗长的无需开发局部电路，而设计的复杂的、非线性器件特性模型代码。
包括特殊功能函数，诸如增益、磁滞效应、限电压及限电流、s域传输函数精确度等。
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3、View则包含多种类型，常用的有schemetic，symbol， layout，verilog，extracted等等 ,新建Cellview要注意选 择View的类型。
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Tools菜单
在Tools菜单下，比较常 用的菜单项有 Library Manager Library Path Editor Technology File Manager
Library Manager项打开的是库管 理器。在窗口的各部分中，分别 显示的是Library、Cell、View相应 的内容。
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Library Path Editor & Technology File Manager
Library Path Editor 可以对本用户的文件 路径进行修改
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二、建立可进行SPECTRE模拟 的单元文件
主窗口分为信息窗口 （command interpreter window,CIW)、命令行 以及主菜单。信息窗口 会给出一些系统信息 （如出错信息，程序运 行情况等）。在命令行 中可以输入某些命令。 主菜单包括： 1、File菜单 2、Tools菜单 3、Options菜单
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一、进入Cadence软件包
步骤一
下载安装putty软件 （http://www.isee.zju.ed /ic/datas/news/0308/ new_120213/putty-0.60installer.exe ），在Host name处填工作站地址， 端口默认，协议 （protocol）选SSH，如 图所示，在putty进行设 置；然后登录工作站。
设置库文件 的路径和仿 真方式
设置仿真的 环境（后仿 真时需设置）
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Analyses菜单
选择模拟类型。 Spectre 的 分析有很多种，如右图， 最基本的有 tran（瞬态分析） dc（直流分析） ac（交流分析）。
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tran（瞬态分析）
可选择三种仿真精确度： 宽松的（liberal）：仿真速度最 快，但是精度最低，适合仿真数 字电路或者是变化速度较低的模 拟电路； 适中的（moderate）：作为仿 真器默认的设置，精确度类似于 用SPICE2计算的仿真结果; 保守的（conservative）：具 有最高的精确度但是速度最慢， 适合较敏感的模拟电路的仿真
1、Cadence
2、Synopsys（收购Avanti, Magma）
3、Mentor Graphics
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各种仿真器简介
SPICE : 由UC Berkeley 开发。用于非线性 DC分析，非 线性瞬态分析和线性的AC分析。 Hspice: 作为业界标准的电路仿真工具，它自带了许多器 件模型，包括小尺寸的MOSFET和MESFET。Cadence提 供了hspice的基本元件库并提供了与Hspice的全面的接口。 Spectre: 由Cadence开发的电路仿真器，在SPICE的基础 上进行了改进，使得计算的速度更快，收敛性能更好。
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Technology File Manager基本上都是和 工艺相关的功能和设置。 比较常用的是Edit Layers 可以使用在版图 编辑中，用来修改原始 图层的一些属性。
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Options菜单
Options菜单主要是对 Cadence的一些参数 进行调整和设置，如 快捷键等。一般无需 设置，直接使用默认 值。
注意！ View要选择symbol
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常用analoglib库的元器件
器件 电阻 电容 Cell 名称 res cap pnp管 地 直流电压源 pnp gnd vdc
电感
NMOS PMOS npn管
ind
nmos4 pmos4 npn
直流电流源
方波发生源 可编程方波发 生源 正弦波发生源
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dc（条件下对 Temperature Design Variable Component Parameter Model Parameter 进行扫描仿真 例如 : 对温度的扫描（测 量温度系数） 电路随电源电压变化的 变化曲线等
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Symbol
Schematic
Library
Cell
Verilog Layout
（View）
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Library,Cell以及View
1、library(库)的地位相当于文件夹，它用来存放一整个设计 的所有数据，包括子单元（cell）以及子单元（cell）中的 多种视图（view）。新建时注意选择是否链接techfile。 2、Cell（单元）可以是一个简单的单元，像一个与非门， 也可以是比较复杂的单元（由symbol搭建而成）。
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Tools/Results Browser
它提供了电路中各个元件（MOS管、电阻等）的 各项重要参数。比如DC仿真后MOSFETs的实际Vth，gm 等参数
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其它有关的菜单项（2）
Outputs/To be plotted/selected on schematic
SPECTRE ULTRASIM SPECTRE-VERILOG
2013年10月
内容提要
Spectre模拟仿真 Ultrasim快速仿真 Spectreverilog数模混合仿真 演示
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三大EDA （Electronic Design Automation）软件公司
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附加功能：F3
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四、模拟仿真的设置(重点)
Composer-schamatic界面中的Tools → Analog Environment项可以打开Analog Design Environment 窗口，如下图所示。
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Analog Design Simulation菜单介绍
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高精度电路仿真器
1、Spectre/SpectreRF(cadence) 2、Hspice/HspiceRF(avanti) 3、Ads(Agilent 主要针对RF) 4、eldo(Mentor Graphics) 5、saber(Synopsys)
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其它有关的菜单项（1）
Tools菜单
Tools内包含了 参变量分析 工艺角仿真 蒙特卡罗仿真 参数优化器 计算器 结果浏览器 等非常实用的工具。
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Tools/Parametric Analysis
它提供了一种很重要的分析方法——参量分析的方法，也 即参量扫描。可以对温度，用户自定义的变量（variables） 进行扫描，从而找出最合适的值。
Cadence中Spectre的模拟仿真
1、进入Cadence软件包 2、建立可进行SPECTRE模拟的单元文件 3、编辑可进行SPECTRE模拟的单元文件 4、模拟仿真的设置(重点) 5、模拟仿真结果的显示以及处理 6、分模块模拟(建立子模块) 7、仿真实例
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一、 Spectre模拟仿真
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idc
vpulse vpwl vsin
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元器件symbol视图
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一些快捷键
x：检查并存盘 s：存盘 [：缩小 ]：放大 f：整图居中显示 u：撤销上一次操作 Esc：清楚刚键入的命令 c：复制 shift+N：添加标号 g：查看错误 w：连线（单线） m：移动 shift+m（M）：移动器件但不移 动连线 Delete：删除 i：添加元器件 p：添加端口 r：旋转器件并拖动连线 q：属性编辑 l（小写L）：添加线名 shift+l（大写L）：标注 N：添加几何图形 W：连线（总线）
192.168.83.138:3
端口号
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Cadence软件启动
1.创建启动软件的目录 mkdir filename(任意名) 2.进入该目录 cd filename 3. 寻找cadence环境变量 source /opt/demo/cdsmmsim7_cal9.env 4. 启动软件 icfb &
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Cadenc软件简介
Cadence 提供了一个大型的EDA 软件包，它包括： ASIC 设计 全定制IC设计工具Virtuoso Schematic Composer 电路仿真工具Analog Design Environment PCB设计 FPGA 设计
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用户名 修改密码：passwd
密码
VNC端口申请 端口号
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步骤二
192.168.83.138:3
下载winvnc软件 （http://www.isee.zju.ed /ic/datas/news/0308/ new_120213/vncviewer. exe） 运行winvnc，填入 主机名称 ：端口号码
退出
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Setup菜单
Setup菜单
Design Simulator/directory/host Temperature Model Library Environment