adence数模混合电路设计spetreVerilog
20120523-数模混合电路设计流程
数模混合电路设计流程马昭鑫 2012/5/23本文主要面向模拟电路设计者，讲解了从行为级代码形式的数字电路到数模混合版图之间的流程，默认模拟版图和数字电路的行为级代码、testbench已经完成。
阅读者需确定自己会编写Verilog或Spice格式的网表，熟悉Linux的文件操作，了解Spectre、Virtuoso、Calibre、Modelsim、Design Compiler（dc）、Astro等EDA工具的使用方法。
由于本人才疏学浅，经验不足，难免会在文中出现一些错误，恳请高手给予指正。
数模混合电路的仿真方法一般的设计流程中数字电路和模拟电路是分开进行设计的，但有些时候希望能将数字电路和模拟电路放在一起仿真来验证设计，这就需要用到混合电路的仿真方法。
在Cadence 工具中有专门用作混合电路仿真的仿真器spectreVerilog，其实现方法是首先将模拟模块与数字模块区分开并设置接口电平，然后在ADE中设置数字电路的测试代码，调用不同的仿真器分别对数字模块和模拟模块进行仿真，最后将结果汇总显示或输出。
下面将以一个简单实例的形式讲解混合电路的仿真方法。
一、建立数字模块①在命令行中输入下面的命令设置NC-Verilog和Cadence并启动Cadence；setdt ldvsetdt icicfb&②建立Library的方法不再累述，创建Cell view时注意Tool选择Verilog-Editor，View Name 填写functional；③点击OK后会弹出有模块代码框架的vi窗口，将设计需要的代码输入或粘贴进去；④保存并关闭后如果没有错误会弹出创建Symbol View的询问对话框，确定后会进入Symbol编辑器，并自动生成了Symbol（注意在Cadence中总线用尖括号<>表示）；⑤保存并关闭Symbol编辑器。
至此已经完成了数字模块的创建。
二、建立模拟模块模拟电路的创建方法无需赘述，这里搭建了一个输出频率为10MHz的环形振荡器。
数模混合信号电路设计-第一讲
华侨大学IC设计中心
建立层次文件
1.建立config文件 2.链接顶层文件
Mixed Signal Processing & RF/Analog IC TRx architectures Signal IC Digital ASIC
Multi-band Multimode Antenna Interface
AD
90º
AD
Baseband processing
DA
TRx calibration
数模混合信号仿真华侨大学IC设计中心
3.仿真提速
A:用作信 号发生器。 仿真的时候，需要不少的激励信号，而且有着严格的时序关 系，要是用pulse电源或是别的什么电源来做的话，可要累死 人的。用verilog写模块的foundational，就 可以比较方便快 捷的构成一个信号发生器。
B:节约模拟的时间。 对于一些成熟的已经知道电路输入输出特性的电路，可以用 verilog写出其特性，这样的话，模拟的时间可以大大的缩短。 当然，还有就是verilog 的老本家--数字电路，也可以用 verilog写出foundational，节约模拟的时间。
Ch.1概述5
华侨大学IC设计中心
SIP与SOC是两项平行发展的系统集成技术， 它们都顺应了电子产品高性能、多功能、小型 化、轻量化和高可靠性的发展趋势。从发展的 历程来看，SOC与SIP是极为相似的，两者均 希望将逻辑组件、数字、模拟、无源器件整合 在一个单元中。然而就发展方向而言，两者有 很大的不同：SOC是从设计的角度出发，目的 是将一个系统整合到一块IC芯片上去；而SIP 则是由封装的角度出发，将不同功能的芯片整 合于一个电子封装结构体内。
symbo
04_集成电路_第三讲_Spectre、Ultrasim和Spectre-Verilog_仿真介绍
共61页
pnp gnd vdc idc vpulse vpwl
vsin
14
元器件symbol视图
2020/1/3
共61页
15
模拟仿真的设置(重点)
Composerschamatic界面中 的Tools → Analog Environment项可 以打开Analog Design Environment 窗口， 如右图所示。
2020/1/3
共61页
11
2020/1/3
工具栏介绍
从上至下：
1.Check and Save
2.Save
3.Zoom in by 2 ]
4.Zoom out by 2 [
5.Stretch
s
6.Copy
c
7.Delete
Del
8.Undo
u
9.Property
q
10.Instance
i
共61页
2020/1/3
注意！ View要选择symbol
共61页
13
常用analoglib库的元器件
器件 电阻 电容 电感 NMOS PMOS
npn管
Cell 名称 res cap ind
nmos4 pmos4
npn
pnp管 地
直流电压源 直流电流源 方波发生源
可编程方波发 生源
正弦波发生源
2020/1/3
一、模拟前端EDA工具简介
2020/1/3
共61页
3
电子系统的层次
上游
2020/1/3
共61页
下游
4
模拟集成电路的设计流程
1.交互式电路图输入
2.电路仿真 3.版图设计
Cadence数模混合电路设计_spetreVerilog
Cadence sp芯et片re级v电e路ril验o证g
模拟信号仿真
射频信号仿真
1-2 数模混合信号模拟的应用
混合信号模拟简介
混合模拟的定义 混合模拟的应用
2
1
3
4
1-2 数模混合信号模拟的应用
1. 数模混合电路的设计 2. 大型数字集成电路设计 3. 仿真提速
1-2 数模混合信号模拟的应用
混合信号模拟简介
混合模拟的定义 混合模拟的应用 Cadence中的实现
2
1
3
4
1-3 Cadence 中的Spetreverilog
1. cadence中数模混合仿真的环境 2. cadence中数模混合仿真的数据流
1-3 Cadence 中的Spetreverilog
1. 数模混合仿真的环境
层次编辑器
用高斯消去法 求解线性方程
1-1 数模混合信号模拟定义
2.数字信号模拟
是指基于松弛算法的由事件驱动的：一t种es仿tb真en模ch拟方式。
1
2
3
4
1-1 数模混合模拟的定义
3. 混合信号模拟
以特定的组合方式处理电路中的模拟数字信号的仿真过程
单仿真器架构
模拟 信号
数字 简化信号 模拟 信号
双仿真器架构
模拟 信号
数字 信号
模拟信号 仿真器
模拟信号 仿真器
数字信号 仿真器
1-1 数模混合模拟的定义
3. 混合信号模拟
双仿真器的混合信号模拟
A_D仿真方法组合 A_D仿真器结合度
手工型
顺序型
偶合型
+ 配对型
= spetreverilog
SpectreVerilog软件做数模混合仿真简单教程
SpectreVerilog软件做数模混合仿真简单教程1、首先是建立仿真单元（如：MIX_SIM）
2、建立config文件，如下图所示，点击OK。
在出现下图表中点击Browse，选择好cell的View=schematic，然后点击OK
然后分别按下面图示操作。
3、打开MIX_SIM的config文件，如下图所示。
4、设置模数转换以及数模转换接口，注意下图所示的设置方法要求数模模数转换接口处用的是functional，设置才有效。
5、打开模拟仿真器，选择模拟软件工具为SpectreVerilog，并填好用于仿真的目录。
6、选择仿真模型库
7、如果需要添加仿真激励信号，按下图操作，加入激励信号，保存退出。
8、选择仿真模式，瞬态仿真的话填入仿真时间以及步长设定。
9、选择探测信号，接着选择出网表并运行仿真。
SpectreUltrasim与Spectre-Verilog 仿真介绍共63页文档
共61页
一些显 示选项 的设置
重置
analog artist。 相当于 重新打 开一个 模拟窗
口
退出
16
Setup菜单
Setup菜单
Design Simulator/directory/host Temperature Model Library Environment
选择所要 模拟的线
路图
选择模拟使用 的模型一般有
2020/4/9
共61页
7
Cadence中Spectre的仿真
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、两个实例
2020/4/9
共61页
8
进入Cadence软件包
方法一
使用putty软件（缘网下 载），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；然后用exceed登 录工作站。
2020/4/9
共61页
9
方法二
1、安装winvnc软件 2、运行putty软件键入 用户名和密码，在提示 符处键入 vncserver命 令申请vnc端口 3、运行winvnc，填入 主机名称：端口号码
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。
2020/4/9
共61页
5
几家EDA软件公司
1、Synopsys（收购Avanti） 2、Cadence 3、Mentor Graphics 4、Silvaco 5、SpringSoft
用SpectreVerilog进行模数混仿
用SpectreVerilog进行模数混仿，以Sigma-Delta ADC为例loghereloghere@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。
spectraverilog数模混合仿真
Cadence 的数模混合仿真工具spectraverilog能够实现数字模拟电路联仿的功能，对于模拟电路的输入信号可以利用数字接口很方便的进行设置。
主要用来进行功能仿真。
步骤：
1．准备schematic，如电路单元mix
2．从库管理器中建立mix单元的config view.
在use template中选择spectraverilog,然后ok
将top cell中的myview改为实际的schemtic，然后ok
正确的结果如下图
保存，点击open打开config后的schematic,在tools中选择mix signal opts.
在mix-signal菜单中，尝试第二项的每一个小项，可以看到模拟和数字的相关划分。
由于数字部分默认的电压为5V，转换电平为1.5V和3.5V，因此，如果电路的电源电压不同的与5V，需要对于数模混合接口部分进行设置，在mix-signal菜单中的第三项中进行设置。
对于模拟部分来讲，其按照模型进行计算，无需在数模接口部分进行端口设置，对于数字接口来讲，需要将默认的5V电平以及1.5V,3.5V转换电平变为与模拟部分相符的电压
值，比如电源3V，转换电平为1.5V和3.5V。
设置如下，
对于与模拟器件相连接的数字输出端，将高电平由5V改为3V
对于与模拟器件相连接的数字输入端，将转换电平由1.5V改为3.5V改为1V和2V
所有数模混合接口的相关的数字端口都需要改动，如下图所示的数模接口部分
3．调出analog仿真工具，并设置为spectreverilog
4．编写端口的输入激励文件
设置传输分析的时间长度
5．其余步骤同模拟信号仿真一样，run。
- 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)。
2
1
3
4
操作示例
混合信号模拟的实现
混合信号模拟的特点
混合信号模拟简介
混合模拟的应用
混合模拟的定义
Cadence 中的实现
1.模拟信号模拟
用高斯消去法
2.数字信号模拟
3. 混合信号模拟
框架型
lock-step ）同步法= Cadence spetreverilog
3. 混合信号模拟
3. 混合信号模拟
混合信号模拟简介
2混合模拟的定义
13
4混合模拟的应用
1. 数模混合设计
1. 数模混合设计
1. 数模混合设计
数模混合验证
仿真
2.大型数字系统仿真
3.仿真提速
混合信号模拟简介
2混合模拟的定义
13
4混合模拟的应用
Cadence中的实现
1. 数模混合仿真的环境
2. 数模混合仿真的数据流
操作示例
混合信号模拟简介
混合信号模拟的特点2
13
4混合信号模拟的实现
建立层次文件
数字-模拟电路设计制作顶层文件设置仿真环境
仿真
制作顶层文件建立层次化文件
配置仿真环境仿 真
1.数-模电路设计
1.数-模电路设计
Lib
Counter_1Clk_1 Verilog schem
symbo
1.数-模电路设计
2-1 数字-模拟电路设计
1.数-模电路设计
1.建立一个设计库
2.数字电路设计
2-1 数字-模拟电路设计1.数-模电路设计
1.建立一个verilog元件
2.数字电路设计
2.数字电路设计
verilog symbo
2-1 数字-模拟电路设计
2.数字电路设计
3.生成symbol视图
2-1 数字-模拟电路设计
2.数字电路设计
3.生成symbol视图
2.数字电路设计
3.模拟电路设计
2-1 数字-模拟电路设计
3.模拟电路设计
1.建立一个schemetic元件
2-1 数字-模拟电路设计
3.模拟电路设计
2.绘制schemetic原理图
3.模拟电路设计
混合信号模拟的实现
数字-模拟电路设计
制作顶层文件
仿真
混合信号模拟的实现
数字-模拟电路设计
制作顶层文件
建立层次文件
仿真
1.建立config 文件
Lib
Verilog
schem
symbo
Counter_1
Clk_1config
1.建立config文件
1.建立config 文件
2-3 建立层次文件
2.链接顶层文件
1.建立config 文件
2-3 建立层次文件
3.设置spetreverilog 模板
2-3 建立层次文件1.建立config文件
3.设置spetreverilog模板
混合信号模拟的实现
数字-模拟电路设计
制作顶层文件
建立层次文件
设置仿真环境
仿真
1.进入Mixed signal模式。