hspiceD使用手册
HSPICE快速入门手册
HSPICE Quick Manual1. Input File• HSPICE input is composed of (mainly) four part.1.1. Title lineTitle line is always the first line of the input file. HSPICE simply neglects it. Since this line is echoed back in the outputfile for the page header, it is a very good place to describe what this simulation is for. This line is required, so make sure not to put an actual netlist element there, as it will be ignored by SPICE1.2. Element descriptionWill be discussed in more detail later.1.3. Control linesCommand lines that you use to control the behavior of HSPICE.1.4. .ENDAnything after the .END line is ignored.* CommentAny line starting with * is considered as a comment.* Line continuationAny line that starts with + sign is considered as the continuation of the previous line.2. Element Description2.1. Active device2.1.1. MOSAny line that starts with M is considered as the description line for a MOS transistor.MXX Node_D Node_G Node_S Node_B MODEL_NAME+ W=W_VALUE L=L_VALUE [AD=AD_VALUE] [AS=AS_VALUE]+ [PD=PD_VALUE] [PS=PS_VALUE]W, L : Width and Length of MOSAS, AD : the area of the source, drain region(optional)PS, PD : the peripheral length of source, drain regionYou will need to specify AD, AS, PD, and PS if you are concerned about the parasitic capacitances of the drain and source area.(Example)M100 4 1 3 3 NCH W=10u L=1u AD=30p AS=30P PD=16u PS=16Udefines a MOS transistor named M100 with its drain connected to node 4, gate to 1, source and bulk to node 3. Its width is 10, length 1 micron. Area for the source and drain are30*10E-12, and their peripherals. Now since the model is NCH, you need to define its model. The simplest for of MOS model definition would be :.MODEL NCH NMOSThe above line tells you that the mos type NCH is a NMOS device. It doesn't say anything more than that, so you may want to, at least, add its threshold voltage.MODEL NCH NMOS+ VT0 = 0.7 ...For the model parameters, refer Textbook P. 185 ~ P. 187.2.1.2. Bipolar transistorQXX N_Collector N_Base N_Emitter MODEL2.1.3 DiodeDXX N_anode N_cathode MODEL2.2. Passive DeviceRXX N1 N2 Rvalue ---- ResistorCXX N1 N2 Cvalue ---- CapacitorLXX N1 N2 Lvalue ---- Inductor2.3. Independent sourceThere are two types of independent source, voltage source and current source.2.3.1. PulseMost frequently used time-varying waveform is a pulse. For example, a line like the following:V1 10 11 pulse 0 5 10n 1n 2n 4n 10nsays that there's a voltage source connected between node 10 and node 11, which toggles between 0V and 5V, with leading time (delay) of 10n, 1ns rising time, 2ns falling time and4ns high time, and period 10ns.Be careful, however, if you writeV1 10 11 pulse 5 0 10n 1n 2n 4n 10nnow the 1ns is falling time, not rising time since V1 is originally 5v instead of 0V.2.3.2. PWLPWL is used for piecewise linear waveform. Most flexible, but need many parameters to use. VNAME n1 n2 pwl t0 v0 t1 v1 t2 v2 t3 v3 ...The value of VNAME is v0 at t=t0, v1 at t=t1, and so on.2.3.3. SineSin is for sinusoidal waveform.V1 10 0 sin v_off v_amp freq [phase]v_off is offset value, v_amp is the amplitude, freq is the frequency2.4. Dependent sourceDependent sources are very useful elements in HSPICE. The four kinds of inear dependent sources are :VCCS : voltage-controlled current source (G element)VCVS : voltage-controlled voltage source (E element)CCCS : current-controlled current source (F element)CCVS : current-controlled voltage source (H element)They are described in the following form.GXX N+ N- NC+ NC- GainEXX N+ N- NC+ NC- GainFXX N+ N- NC+ NC- GainHXX N+ N- NC+ NC- Gain3. Analysis3.1. DC analysisWhen you want to perform a DC analysis, you use the .DC control line. Its format is.DC VARIABLE start_value stop_value increment_valueHSPICE will step throught the VARIABLE value start from the start_value in increment of increment_value until the VARIABLE reaches the stop_value.Associated with any .DC control should be a .PRINT or .PLOT control line which will cause an output to be written to the HSPICE output.3.2. AC analysis.AC LIN n_point fstart fstop.AC DEC n_point fstart fstop.AC OCT n_point fstart fstopHSPICE calculates the operating condition, and form a small-signal equivalent circuit for the given netlist. Then it performs ac analysis. You need to have at least one AC independent source. The frequency of any AC source in the circuit is set to fstart. The frequency increment value is defined by the increment option. If LIN is used, frequency is sweeped from fstart, and ends when frequency = fstop. Total number of frequency points used in this simation is n_point. If DEC is used, there are going to be n_point points within one decade, and there are n_point points within one octave if OCT is used.Associated with any .AC statement should be a .PRINT or .PLOT or .PROBE.Suppose you have a simulation setup like the following :Vin 1 0 DC=1 AC.AC DEC 10 10 100MEG.print ac vdb(10) vp(10)Then HSPICE will print out the voltage at node 10 with various frequency from 10Hz to 100MegHz in decibel scale. It will print out the phase of node 10, too.If node 1 was the input for the circuit, then the printed output Vdb(10) will be the gain of your circuit from node 1 to 10. Since 'DEC 10' is used, there will be 10 points (in log scale) within each decade.3.3. Transient analysis..TRAN t_increment t_stopHSPICE will start simulating the circuit from time 0 to t_stop. The internal timing step is adjusted automatically to get the required accuracy. Parameter t_increment is used for output printout. It is also used in the internal time-step control algorithm, so when a accurate simulation is required, use a smaller number.3.4 TF analysis....VIN 1 0 3v.TF v(10) vin....will print out the transfer gain from the source specified as vin to the voltage of node 10. The value specified when vin is defined (3 volt in this example) is used for bias calculation.4. Misc and NotesPlease use .OP control. .OP will print out the operating point information for each node, each voltage and current source, and each element. The output from .OP is very useful in understanding the behavior of each evices.For example, if you have too little gain from simulation result, most likely some transistors are biased in linear region(MOS case). You can easily check this by looking at the gm of the transistors.I hope this will cover most of the stuff you need to know for the class. I will post later on if some more detailed information seems to be neccesary.。
HSPICE-使用流程
HSPICE 使用流程HPICE软件主要用于模拟电路的仿真。
模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机技术为基础实现的，由于模拟电路在性能上的复杂性和电路结构上的多样性，对仿真工具的精度、可靠性、收敛性以及速度等都有相当高的要求。
HSPICE程序由于收敛性好，适于做系统及电路仿真，又有工作站版和微机版本，在国内外的用户十分广泛。
一、HSPICE可模拟的内容1.直流分析：包括非线性电路的直流分析①电路的直流工作点：分析时电路中的电感全部短路，电容全部开路，得到电路的每一节点的电流和电压（相对参考点）值。
②直流小信号传输值：传输函数的直流小信号值为直流小信号工作下的输出变量和输入变量之比值，包括电路的输入电阻和输出电阻。
③直流转移曲线：HSPICE可在用户指定的范围内，逐步改变指定的独立电压或电流源，对每一个电源值的变化，都得到储存的输出变量。
④灵敏度分析：求出指定输出变量对于电路参数（包括电路中所有的元件，器件参数，直流电源的输入电平）的直流小信号灵敏度。
2.交流小信号分析：将交流输出变量作为频率的函数计算出来。
先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。
①频域分析：在用户规定的频率范围内完成电路的交流分析。
②噪声分析：HSPICE可计算每个频率点上总的输出噪声电平及其等效输入噪声电平。
③失真分析：计算电路交流小信号工作下电路的失真特性，分析时是在输入端加有一个或两个频率的信号，在用户给定的输出负载电阻时，求出在该负载上的输出失真功率。
3.瞬态分析①瞬态响应：是从时间为零开始，到用户规定的时间范围内进行电路的瞬态特性分析。
②傅立叶分析：可以对输出波形进行傅立叶分析，得到在用户指定的基频及时间间隔范围的傅立叶系数。
4.电路的温度特性分析：HSPICE在用户未说明时，是在27℃的标称温度下进行各种模拟的。
当用户指定电路在什么温度下工作时，HSPICE也能进行不同温度下的电路特性分析，在温度低于-273℃时不予模拟。
Hspice中文简明手册
第一章概 论§1.1 HSPICE简介随着微电子技术的迅速发展以及集成电路规模不断提高，对电路性能的设计要求越来越严格，这势必对用于大规模集成电路设计的EDA工具提出越来越高的要求。
自1972年美国加利福尼亚大学柏克莱分校电机工程和计算机科学系开发的用于集成电路性能分析的电路模拟程序SPICE （Simulation Program with ICEmphasis）诞生以来，为适应现代微电子工业的发展，各种用于集成电路设计的电路模拟分析工具不断涌现。
HSPICE是MetaSoftware公司为集成电路设计中的稳态分析，瞬态分析和频域分析等电路性能的模拟分析而开发的一个商业化通用电路模拟程序，它在柏克莱的SPICE（1972年推出），MicroSim公司的PSPICE（1984年推出）以及其它电路分析软件的基础上，又加入了一些新的功能，经过不断的改进，目前已被许多公司、大学和研究开发机构广泛应用。
HSPICE可与许多主要的EDA设计工具，诸如Candence,Workview等兼容，能提供许多重要的针对集成电路性能的电路仿真和设计结果。
采用HSPICE软件可以在直流到高于100MHz的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。
在实际应用中，HSPICE能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用HSPICE进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。
§1.2 HSPICE的特点与结构HSPICE除了具备绝大多数SPICE特性外，还具有许多新的特点，主要有：优越的收敛性精确的模型参数，包括许多Foundry模型参数层次式节点命名和参考基于模型和库单元的电路优化，逐项或同时进行AC，DC和瞬态分析中的优化具备蒙特卡罗（Monte Carlo）和最坏情况（worst-case）分析对于参数化单元的输入、出和行为代数化具备较高级逻辑模拟标准库的单元特性描述工具对于PCB、多芯片系统、封装以及IC技术中连线间的几何损耗加以模拟在HSPICE中电路的分析类型及其内部建模情况如图1.2.1和图1.2.2所示：图1.2.1HSPICE的电路分析类型图1.2.2 HSPICE的内部建模技术集成电路设计中的分析和验证是一种典型的围绕一系列结构的试验和数据管理。
hspice 实战手册
Hspice实战手册Perface最初写作本文的目的是希望提供一份中文版的Hspice手册从而方便初学者的使用，本文的缘起是几位曾经一起工作过的同事分别进入不同的新公司，而公司主要是使用Hspice，对于已经熟悉了Cadence的GUI界面的使用者转而面对Hspice的文本格式，其难度是不言而喻的，而Hspice冗长的manual（长达2000页以上）更让人在短时间内理不出头绪。
鉴于我曾经使用过相当一段时间的Hspice，于是我向他们提供了一份简单而明了的handbook来帮助他们学习，本来是准备借助一个具体运放的设计例子，逐步完善成为一份case by case的教程，但由于工作比较浩大，加之时间的关系，一直难以完成，愈拖愈久，在几个朋友的劝说下，与其等其日臻完善后再发布，不如先行发布在逐步完善，以便可以让更多的朋友及早使用收益。
本文虽通过网络发表，但作者保留全部的著作权，转载时务请通知本人。
由于水平的有限，讨论范围的局限及错误不可避免，恳请读者指正。
联系方式为e-mail: nkchenliy@。
一、HSPICE基础知识Avant! Start-Hspice（现在属于Synopsys公司）是IC设计中最常使用的电路仿真工具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。
目前，一般书籍都采用Level 2的MOS Mo del进行计算和估算，与Foundry经常提供的Level 49和Mos 9、EKV等Library不同，而以上Mod el要比Level 2的Model复杂的多，因此Designer除利用Level 2的Model进行电路的估算以外，还一定要使用电路仿真软件Hspice、Spectre等进行仿真，以便得到精确的结果。
本文将从最基本的设计和使用开始，逐步带领读者熟悉Hspice的使用，并对仿真结果加以讨论，并以一个运算放大器为例，以便建立IC设计的基本概念。
在文章的最后还将对Hspice的收敛性做深入细致的讨论。
HSPICE 使用流程-推荐下载
南京拓科科技有限公司HSPICE使用流程HSPICE 使用流程HPICE软件主要用于模拟电路的仿真。
模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机技术为基础实现的，由于模拟电路在性能上的复杂性和电路结构上的多样性，对仿真工具的精度、可靠性、收敛性以及速度等都有相当高的要求。
HSPICE程序由于收敛性好，适于做系统及电路仿真，又有工作站版和微机版本，在国内外的用户十分广泛。
一、HSPICE可模拟的内容1.直流分析：包括非线性电路的直流分析①电路的直流工作点：分析时电路中的电感全部短路，电容全部开路，得到电路的每一节点的电流和电压（相对参考点）值。
②直流小信号传输值：传输函数的直流小信号值为直流小信号工作下的输出变量和输入变量之比值，包括电路的输入电阻和输出电阻。
③直流转移曲线：HSPICE可在用户指定的范围内，逐步改变指定的独立电压或电流源，对每一个电源值的变化，都得到储存的输出变量。
④灵敏度分析：求出指定输出变量对于电路参数（包括电路中所有的元件，器件参数，直流电源的输入电平）的直流小信号灵敏度。
2.交流小信号分析：将交流输出变量作为频率的函数计算出来。
先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。
①频域分析：在用户规定的频率范围内完成电路的交流分析。
②噪声分析：HSPICE可计算每个频率点上总的输出噪声电平及其等效输入噪声电平。
③失真分析：计算电路交流小信号工作下电路的失真特性，分析时是在输入端加有一个或两个频率的信号，在用户给定的输出负载电阻时，求出在该负载上的输出失真功率。
3.瞬态分析①瞬态响应：是从时间为零开始，到用户规定的时间范围内进行电路南京拓科科技有限公司HSPICE使用流程的瞬态特性分析。
②傅立叶分析：可以对输出波形进行傅立叶分析，得到在用户指定的基频及时间间隔范围的傅立叶系数。
4.电路的温度特性分析：HSPICE在用户未说明时，是在27℃的标称温度下进行各种模拟的。
hspice_Chinese Hspice avant中文手册系列(二)
1。
PROBE
限制后分析输出到变量――这些变量被指定
在.PROBE， .PRINT， .PLOT， 和 .GRAPH语句中。缺省情况下Star-
Hspice输出所有的电压和功率电流到另外的变量，这些变量列
在.PROBE/.PRINT/.PLOT/.GRAPH中。使用PROBE大大地减少了仿真
输出文件的大小。
选项关键字总结
表2－4：列出的是.OPTION语句的关键字，按他们典型的使用分组。 一般的控制选项的说明如下表。对所列的每种分析类型的选项的说明，参看那一章，分析 类型。
在本章结尾“控制选项缺省值比较”中，提供一个列表的选项的缺省值。
一般控制.OPTION关键字的说明
一般控制选项的说明如下。说明按照关键字的字母顺序排列。参看瞬态分析，DC分析，
量。
2 开启SPICE-type绘图，在其中一个不同的刻度和坐标轴在每次绘制
变量的时候被创建。
此选项在图像数据POST处理时无效。
POST=x
开启仿真结果存储，为使用AvanWaves图形接口和其他方法分析。
POST=2以ASCII格式保存结果。POST=1以二进制保存结果。设置
POST选项并使用.PROBE语句以规定那个数据你想要保存。缺省值＝
（CPTIME＝x）产生终止。缺省值＝2（秒）。此缺省值正常情况下足够
短的打印输出和绘图。
LIST，VERIFY 产生一个将要被打印的输出数据的元件摘要列表。计算元件的有效的字节
和关键的值。LIST被BRIEF所禁止。VERIFY是LIST的一个别名。
MEASDGT=x 在列表文件和.MEASURE输出文件（.ma0，.ma0，.ms0，等等）中，用
一般，当没有赋予一个值时选项的缺省值为0（关），要么使 用.OPTIONS<opt>=<val>或简单地语句选项不赋值：.OPTIONS<opt>。Option缺省值在此 节选项说明中被语句。
Hsipce使用
Hsipce使⽤⽬录第1章Hspice简介...............................................................................................................- 1 - 第2章Hspice仿真准备.. (2)2.1 仿真以及相关⼯具准备 (2)2.2 ⼯具简介 (2)2.3 仿真所需⽂件 (2)2.4 ⽹表导出 (3)2.4.1 在cadence⾥导出⽹表⽂件 (3)2.4.2 在Hierux⾥导出⽹表 (4)2.4.3 Cadence⽹表修改 (5)2.4.4 Heirux⽹表修改 (7)2.4.5 器件模型的修改 (8)第3章仿真操作及注意事项 (9)3.1 编写.SP⽂件 (9)3.1.1 标题（TITLE） (9)3.1.2 电路的分析类型描述语句 (9)3.1.3 注释（COMMENTS） (9)3.1.4 结束（.END） (9)3.2 Hspice仿真操作 (10)3.3 注意事项 (13)3.3.1 ⽤cadence导出⽹表 (13)3.3.2 会查看Hspice中的错误 (13)第1章Hspice简介Hspice线路模拟软件在早期是美国Meta-Sofeware公司根据Berkeley SPICE2G.6、SPICE3以及其他线路模拟软件所发展的⼯业级线路分析软件。
Hspice在基本功能部分和其他SPICE软件相似，可应⽤于下列领域的电⼦研发，即稳态（直流分析）、暂态（时间分析）及频率（交流分析）等领域。
由于Meta-Sofeware公司在集成电路研制技术持续进步与元件尺⼨缩⼩下，对于MOSFET模拟的适⽤性与精确性的不断耕耘，以及该公司对元件与电路最佳化、蒙特卡罗与最坏情况分析等进阶级的模拟应⽤亦有⾃我突破，使得Hspice逐渐脱颖⽽出，超过PSPICE、ls-SPICE等软件，成为在集成电路设计上最普遍及最佳的晶体管层次线路模拟软件。
hspice使用指南
Sources: Dependent
• Dependent Sources (Controlled Elements)
– High level of abstraction
• Used for behavioral modeling and to simplify circuit descriptions • Faster execution time
Node Naming Conventions
• Node and Element Identification
– – – – – Either names or numbers (e.g. n1, 33, in1, 100) Numbers: 1 to 99999999 (99 million) Nodes with number followed by letter are all the same (e.g. 1a=1b) 0 is ALWAYS ground Global vs local Don‘t begin with a ? May contain: + - * / : ; $ # . [ ] ! < > _ % (not recommended) May NOT contain: ( ) , = ?<space> Ground may be either 0, GND, or !GND
Pulse value parameters defined in the .PARAM statement.
Independent Transient Sources: PWL
• Piecewise Linear
(Vol. 1, p. 4-8)
PWL t1 v1 <t2 v2 t3 v3...> <R <=repeat>> <TD=delay> PWL (t1 v1 <options>) PWL t1 I1 <t2 I2...> <options>
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
hspiceD使用手册
一、HSPICE基础知识 (2)
二、HSPICED的使用 (3)
1．选择仿真环境 (3)
2．确定model库 (3)
3．加载激励 (5)
4．Choose Analyses (8)
三、HSPICED的注意事项 (9)
1．HSPICES的state用于HSPICED需注意 (9)
2．HSPICE仿真速度快造成卡机的问题 (10)
一、HSPICE基础知识
Avant!Start-Hspice现在是Synopsys公司的电路仿真工具，是目前业界使用最广泛的IC设计工具，甚至可以说是标准。
hspice和Spectre这两种仿真器每种都有两个接口，就是hspiceD 和hspiceS(hspice Direct,和hspice Socket)，以及spectre和spectreS(Spectre Direct,和spectre Socket)。
"Socket"接口是仿真器的一个比较老的接口。
因为在过去，很多仿真器没有强大的参数化语言，所以Cadence工具所做的就是使用cdsSpice （这个工具有强大的宏语语言，但实际上是一个比较脆弱的仿真器）来充当仿真器。
所有的网表都用cdsSpice的宏语言生成，然后再翻译成目标仿真器的语言——不保留任何参数化的东西。
这种方法是可行的，但是我们没有办法使用主流仿真器的所有特征。
大约1999年，以IC443为例，引入了"direct"接口的概念，我们就去掉了中间手段而直接用相应的语言生成网表。
这样更快，更有效，并且给出了更强大的读取主流仿真器的接口。
"Direct"接口的仿真工具输出的网表可读性更好，可以在只读模式下仿真，能够执行更高级的运算等等，所以在两大EDA工具提供商的仿真器中，hspiceD和spectre是优选。
我们根据书籍对电路的计算和估算都采用Level 2的MOS Model,与实际的Level 49和Mos9 、EKV等Liabrary不同，这些model要比Level 2的Model复杂得多，因此Designer使用Hspice、Spectre
等工具进行仿真，以便得到精确的结果，是必须的。
二、HSPICED的使用
ADE环境下HSPICED的使用非常类似于spectre,主要步骤有以下几点：
1．选择仿真环境
2．确定model库
正确的应为：（1）
或（2）
3．加载激励
在HSPICED中提倡在ADE中对输入和全局变量加激励，而不是通过在电路图上加电源，这样不容易出错，便于修改。
1-4步分别为选择激励类型、加激励、Enabled、Change
加载激励成功后
Global source是全局变量，如vcc,vdd等供电电源。
然后Apply>>OK。
4．Choose Analyses
HSPICED的收敛性比较好，特别是瞬态时
选中UIC
不会因为OP的不收敛造成瞬态仿真的不收敛，同脚本中
的 .UIC。
其他地方同HSPICES。
三、HSPICED的注意事项
1．HSPICES的state用于HSPICED需注意
当我们将过去用于HSPICES的状态直接load用于HSPICED 仿真时，特别要注意
Environment里仍为hspiceS
需改为hspiceD，否则会造成仿真结果错误。
2．HSPICE仿真速度快造成卡机的问题
取消选中Automatic output log，速度会快很多，也不会卡。