hspice一些注解进阶.docx

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hspice一些注解进阶

runlvl用来设置仿真速度与精度最高精度级别runlvl=6,1=fast（事实上设为零，将回到早先的未加入些功能的版本）6=mostaccurate。

默认的值是runlvl=3。

较低数值适合于纯数字电路或大部分数字电路。

Hspice使用的是最好保存的runlvl设置。

通常是结合.optionrunlvl=5

Ifyouset.optionACCURATEthenHSPICElimitstheRUNLVLvalueto5or6.

p1input10z0=50port=1pulse（01.5100p40p40p）

Psourcedut_in0z0=zrefport=1pulse（vlovhitdtrtf）p代表port元件

Psourcedut_inpdut_inn0z0=zrefport=1pulse（vlovhitdtrtf）这里定义的是差分的port元件

对输出部分，没有源，所以无须加source部分。

Ptermdut_out0z0=50port=2

这里要区别在.measp（m1）,p（）组合是表现功率。

t无损传输线，结点，阻抗，延迟

T1dut_in0node10Z0=50td=1n

par可复用par（..）输出作为其他端口的输入电压

ReusingthePAR（...）OutputasInputtoOtherElements

可使用于.print.probe的输出

.printtranv（5）par（'5*cos（6.28*v（10）*v（5）*k/360）'）式子要加单引号括起来

IBIS模型使用

Inputbuffer:

B_INPUTnd_pcnd_gcnd_innd_out_of_in

Outputbuffer:

B_OUTPUTnd_pund_pdnd_outnd_in[nd_pcnd_gc]

InputECLBuffer:

B_INPUT_ECLnd_pcnd_gcnd_innd_out_of_in

OutputECLBuffer:

B_OUTPUT_ECLnd_pund_outnd_in[nd_pcnd_gc]

Tri-statebuffer:

B_3STATEnd_pund_pdnd_outnd_innd_en[nd_pcnd_gc]

Input/Outputbuffer:

B_IOnd_pund_pdnd_outnd_innd_ennd_out_of_in[nd_pcnd_gc]

（puandpdarepull-upandpull-down;pcandgcarepowerclampandgroundclamp;ndsimplystandsfor

node.）

例子如下：

b_out1nd_pund_pdout1in1

+file='at16245.ibs'

+model='AT16245_OUT'

Search组合使用.optionsearch（自动寻找库以及包含文件所在的路径）

hspice.inifilesetsthedefaultsearchpaths.（sa_146）

例子：

.OPTIONSEARCH='$installdir/parts/signet'定位到安装路径下去扫描寻找

S参数与外部电路连接（si_69）

Sxxxnd1nd2...ndNndRef所有的节点，其中最后一个点为地参考节点，除地结点共n，共有n个结点。

当各结点参考结点不同时，可写成nd1+nd1-nd2+nd2-...ndN+ndN-形式

+[MNAME=Smodel_name]s参数标号

+[TYPE=s|y][Z0=value|vector_value]s参数/y参数特征阻抗

+[FBASE=base_frequency][FMAX=maximum_frequency]时域运算，傅里叶运算的基带频率，默认为瞬态响应单位间隔的倒数FMAX取2倍Kneefrequency可以保证相对的准确

+[INTERPOLATION=STEP|LINEAR|SPLINE|HYBRID]运算数据外推方式

+[INTDATTYP=RI|MA|DBA]数据类型：

RI复数MA幅度角DBA分贝

+[HIGHPASS=1|2|3|4][LOWPASS=0|1|2|3]低频为了抽取接近DC的响应

+[DELAYHANDLE=1|0|ON|OFF][DELAYFREQ=val]对于类似传输线延迟时，为准确，选on

+[MIXEDMODE=0|1][DATATYPE=data_string]其中data_stringd_diffc_comms_singn_nport

+[NOISE=[1|0]][NoiPassiveChk=1|0][DTEMP=val]热噪声

+[RATIONAL_FUNC=[0|1]][RATIONAL_FUNC_REUSE=[0|1|2]]

+[PASSIVE=0|1][PASSIVE_TOL=val][COLSUM_LIMIT=val]

+[ENFORCE_PASSIVE=0|1][STAMP=S|Y|YSTS|SSTS|DEEMBED]

+[M=int][PRECFAC=val][FQMODEL=sp_model_name]

为了提高精度，保持准确

1外推DC响应，设置好lowpass

2maxfrequency最好设置为3倍最快瞬变频率。

用model来描述指定S模型

.MODELSmodel_nameS[N=dimension]指定为S模型，为N端口。

+[TSTONEFILE=filename|CITIFILE=filename|touchstone文件是比较常用的模型，调用可见下边

+RFMFILE=file_name.rfm|BNPFILE=filename]还有一个可用的FQMODEL=SFQMODEL

+[TYPE=s|y][Z0=value|vector_value]

+[FBASE=base_frequency][FMAX=maximum_frequency]

组合示例

s1n1n2n3n_refmname=smodelz0=100

.modelsmodelsn=3fqmodel=sfqmodelor（tstonefile=exp1.s3p,citifile=exp1.citi0）z0=50fbase=25e6fmax=1e9100欧比model里的50欧级别更高

.sp文件使用举例

.subcktsparamn1n2tsfile=str（'ss_ts.s2p'）

S1n1n20mname=s_model

.models_modelSTSTONEFILE=str（tsfile）

.ends

x1ABsparamtsfile=str（'ss_ts.s2p'）

S-elementdatafilemode

一个完整的以p端口来描绘的仿真网表（91）

**S-parameterexample

.OPTIONpost

.probev（n2）

P1n10port=1Z0=50ac=1vPULSE0v5v5n0.5n0.5n25n

P2n20port=2Z0=50

.aclin5001Hz30MegHz

.tran0.1ns10ns

*referencenodeisset

S1n1n20mname=s_model

*Sparameter

.models_modelSTSTONEFILE=ss_ts.s2p

Rt1n2050

.end

S参数的去嵌消除由不需要的外部测量接口如探针、连接器带来的影响。

（104）

S112345678mname=model_name…

+STAMP=DEEMBED

or

.modelmodel_nameS…

+STAMP=DEEMBED

SPmodel小信号参数数据频率表格模型（描述频率变化特性）

.MODELnamesp[N=valFSTART=valFSTOP=valNI=val矩阵维度（一个维度包含了实/虚两部分读数）/起始频率点/终止频率点/频率点每间隔，默认为10

+SPACING=valMATRIX=valVALTYPE=valINFINITY=matrixvalspacing（lin,delogpoi,nonuinform），其中matrix数据类型（symmetric对称，仅显示左下边，hermitian共轭，nonsymmetric非对称，完整形）

Valtype（数据类型real,Cartesian，polar复极点）

+INTERPOLATION=valEXTRAPOLATION=valDC=val]内插：

step,linear,spline外推：

none,step,linear

POInon-uniformspacing非一致间隔

DATA

对如下类型的不同列组的数据，即层数据。

FileDFileEFileF

d1d2d3e4e5f6

d1d2d3e4e5f6

使用如下样板

.DATAdatanameLAM

FILE=‘file1’p1=1p2=2p3=3

FILE=‘file2’p4=1p5=2

FILE=‘file3’p6=1

.ENDDATA

传输线模型（si125）

其中W代表精确建模的传输线，包括了导体与介质损耗，T代表相对简单的无损传输线。

有关传输线损耗的两个公式：

趋肤损耗：

介质损耗：

对W模型，考虑频率相关性模型：

INCLUDEGDIMAG=yes开启了使用复杂介质损耗的模型

频率相关复介质旁路损耗

其中wp是与极化时间常数相关的角频率

Wtestwin0wout0N=1RLGCMODEL=WE1L=0.3

+INCLUDEGDIMAG=yes

.MODELWE1WMODELTYPE=RLGC,N=11维矩阵，对于多维的情况，L0=val1val2val3….

+Lo=3.8e-07

+Co=1.3e-10

+Ro=2.74e+00

+Go=0.0

+Rs=1.1e-03

+Gd=8.2e-12

+wp=0.07不输入极化常数时，此项不要。

PRINTZO输出w元件的复特征阻抗到.wzo格式的文件（lowhalf）

W1N=2in1in2gndout1out2gndRLGCMODEL=2_linel=0.1

+PRINTZO=POI31e61e91e12

其中2_line.wzo保存输出

*w-elementmodel[2_line]CharacteristicImpedanceMatrix:

.MODELZOSPN=2SPACING=POIMATRIX=SYMMETRIC

+DATA=3

+1.0e6

+175.362-156.577

+3.54758-2.53246175.362-156.577

+1.0e9

+48.7663-1.3087

+1.69417-0.007323348.7663-1.3087

+1e12

+48.95450.238574

+1.664440.034833248.95450.238574

混合阻抗矩阵

对于一个简单的养分传输线

对于一个弱耦合的对称双微带线，单线的特征阻抗Z11=Z22=50欧，Z21=Z12=0欧

传输线连接的系统模型

Delayopt准确的建立延迟模型，以保证时域仿真的准确

DELAYOPT=0|1|2todeactivate,activate,andautomaticallydetermine，默认设置为0不使用

DCACC保证低频部分的准确与收敛DCACC=0为关闭

完整的W语法（si125）其中5个例子在128页

Wxxxi1i2...iNiRo1o2...oNoRN=valL=val输入（输出）/输入（输出）参考节点

+[RLGCMODEL=name|RLGCFILE=name|UMODEL=name

+FSMODEL=name|TABLEMODEL=name|SMODEL=name]fsmodel来自场求解器

+[INCLUDERSIMAG=YES|NOFGD=val][DELAYOPT=0|1|2|3]includersimag默认考虑趋肤效应的虚部项fdg指定材料介质损耗的截止频率

+[INCLUDEGDIMAG=YES|NO][NODEMAP=XiYj[DCACC=[1|0]]

+[NOISE=[1|0]][DTEMP=val]

+[PRINTZO=frequency_sweepMIXEDMODEZO=0|1]printzo输出复阻抗可使用lindecoctpoi

+[SCALE_RS=val]

一个完整的包含W-同时调用W的例子

*W-Elementexample,four-conductorline

W1N=313502460RLGCMODEL=example_rlcl=0.97调用W元素

V110AC=1vDC=0vpulse（4.82v0v5ns0.1ns0.1ns25ns）

.AClin10000Hz1GHz

.DCv10v5v0.1v

.tran0.1ns200ns

*RLGCmatricesforafour-conductorlossy

.MODELexample_rlcWMODELTYPE=RLGCN=3使用.model对W进行详细地定义

+Lo=

+2.311e-6

+4.14e-72.988e-6

+8.42e-85.27e-72.813e-6

+Co=

+2.392e-11

+-5.41e-122.123e-11

+-1.08e-12-5.72e-122.447e-11

+Ro=

+42.5

+041.0+0033.5

+Go=+0.000609

+-0.00014190.000599

+-0.00002323-0.000090.000502

+Rs=

+0.00135

+00.001303

+000.001064

+Gd=

+5.242e-13

+-1.221e-135.164e-13

+-1.999e-14-7.747e-144.321e-13

.end

UMOEDL详情参考135（157）U模型中的RLGC是以自/互阻抗感抗的形式表示的。

W格式中R（f）=R0+sqrt（f）*（1+j）*Rs

U格式中，R=Rc+RsRc就是上式中的直流电阻。

而计算趋肤效应的起始频率Fskin=1/（15*risetime）

例子

*WElementexample,four-conductorline,Umodel

W113502460Umodel=exampleN=3l=0.97

.MODELexampleULEVEL=3NL=3Elev=2Llev=0Plev=1Nlay=2

+L11=2.311uH

+L12=0.414uHL22=2.988uH

+L13=84.2nHL23=0.527uHL33=2.813uH

+Cr1=17.43pF

+C12=5.41pFCr2=10.1pF

+C13=1.08pFC23=5.72pFCr3=17.67pF

+R1c=42.5R2c=41.0R3c=33.5

+Gr1=0.44387mS

+G12=0.1419mSGr2=0.3671mS

+G13=23.23uSG23=90uSGr3=0.38877mS

+R1s=0.00135R2s=0.001303R3s=0.001064

V110AC=1vDC=0vpulse（4.82v0v5ns0.1ns0.1ns25ns）

.AClin10000Hz1GHz

.DCv10v5v0.1v

.TRAN0.1ns200ns

.END

频率相关表格模型Frequency-DependentTabularModel见（si161）

可用来模拟传输线的任意频率特性（不支持RC传输线）

Ｓmodel

Nodemap端口节点表近端/输入端用I,IN远端/输出端使用O,F示例如下：

NODEMAP=I1I2O1O2

****WElementExample:

SModel***

routout050

viningndLFSR（1000.1n0.1n1g1[5,2]rout=50）其中LFSR是伪随机序列产生器or线性反馈移位寄存器？

*+pulse（0100.1n0.1n0.9n2n）

W1ingndoutgndSMODEL=smodelN=1l=0.3

+NODEMAP=I1O1

.MODELsmodelSTSTONEFILE=w.s2p

+XLINELENGTH=0.3XLINELENGTH表明的是所用S参数来自的系统模型的线长。

Amusttermfor.spfileandWelement

.optaccuratepost.opitonaccurate自动设置RUNLVLvalueto5or6.

.tran.01n20n

.end

W-elementpassivenoisemodel无源噪声模型（热噪声）（.NOISEand.LINnoisecalc=1[多端口时]

+[NOISE=[1|0]][DTEMP=val]=1时，会产生2N*2N噪声-电流源相关矩阵

T-element阻抗和延迟（无损）

简单的示例

T1ingndt_outgndmodel_name1L=200m

U1ingndu_outgndmodel_name1L=200m

.modelmodel_name1ULEVEL=3PLEV=1ELEV=1wd=2mht=2mth=0.25m几何描述ELEV=1,planarstructure即平面结构PLEV=1,wd导体宽度ht,th介质维度

+KD=5KD为介质常数

理想传输线示例

TxxxinrefinoutrefoutZ0=valTD=val[L=val]

+[IC=v1,i1,v2,i2]IC=为设定传输线的初始条件，各端口初始输入电压，电流

TxxxinrefinoutrefoutZ0=valF=val[NL=val]F与NL，在频率F时，归一化电气长度（默认为1/4单位波长）为NL

+[IC=v1,i1,v2,i2]

利用场求解器来求解抽取传输线参数对应的是Welementpagesi_188

要求解趋肤阻抗，设置

.FSOPTIONSCOMPUTE_RS=yes

场求解器对应声明

.MATERIAL

.LAYERSTACK用来声明介质与金属层，但不包括导线部分，导线部分在最后的场求解指令里用conductor

.SHAPE声明形状rectangle.circlestrippolygon多边形Trapezoid梯形

示例.shaperectrectanglewidth=400e-6height=40e-6这一系列的都是类似的布局：

先名称，类型

.FSOPTIONS求解选项

.MODELwmodeltype=fieldsolver指定传输线类型为场求解器

语法

.MODELmnameWMODELTYPE=FieldSolver

+LAYERSTACK=name[FSOPTIONS=name]cood为选定座标系

+[RLGCFILE=name][COORD=0|DESCART|1|POLAR]RLGC文件名首字母必须为字母，不能为数字

+[OUTPUTFORMAT=RLGC|RLGCFILE]设置.FSOPTIONSPRINTDATAt=YES为输出RLGC文件

+CONDUCTOR=SHAPE=name[MATERIAL=name]

+[ORIGIN=（val1,val2）]

[TYPE=SIGNAL|REFERENCE|FLOATING]..导体类型：

默认signal设置为w-element中的信号节点

Floating浮空的导体，w-element中没有参考

抽取RLGC表格模型

.FSOPTIONSname[ACCURACY=HIGH|MEDIUM|LOW]

+[GRIDFACTOR=val]

+[COMPUTE_GO=YES|NO][COMPUTE_GD=NO|YES]

+[COMPUTE_RO=YES|NO][COMPUTE_RS=NO|YES|DIRECT|ITER]

+[COMPUTE_TABLE=frequency_sweep]

+[PRINTDATA=NO|YES|APPEND]

对于介质损耗项Gd，必须定义材料的损耗值才会在矩阵里出现材料声明如下Gd=2*p*tan0*Co

.MATERIALdie1DIELECTRICER=4.1LOSSTANGENT=.012

详例见194？

？

？

考虑到导体损耗的二阶效应粗糙表面

两种方法：

比例因子计算表面粗糙高度的均方值（RMS）见si196

比例因子：

Wxxxni1ni2…ref_inno1no2…ref_out

+[SCALE_RS=value]

取均方值；

.materialcoppermetalcond