模拟电路设计流程--仿真工具的使用

一、仿真工具的选择
模拟电路的仿真软件并不多，现在常用的就是三家大的EDA公司的Hspice(Synopsys), Spectre(Cadence), Eldo(Mentor)。Eldo我没用过，不好说。Hspice和Spectre各有特点，Spetre图形界面好，使用容易上手，可视化更好；Hspice还是文本形式。不少人喜欢Spectre(如果可以选择的话)，不大喜欢 Hspice。这就象UltraEdit和vi一样，多数人喜欢UltraEdit，可有些人是坚定的vi的拥护者。我有点偏向于后者，就是说我更喜欢 Hspice，也喜欢vi。
Hspice的激励需要手写，网表需要先从电路图导出来，可能还要根据需要作些修改。这些看上去比较烦，但只要用熟了，会发现Hspice的功能很强，使用起来也很灵活。Hspice中的一些使用技巧，我以后会列出一些，但大家要想用好，最根本的办法就是熟读manual，不断尝试，遇到问题多动脑筋。

二、仿真中的注意事项
1. 相信仿真结果
当仿真结果与预想差别比较大、或者功能出错时，可能出问题的地方按照概率大小的顺序来讲一般是：A.激励加错； B.电路(netlist)错(包括尺寸选取不合理)；C.仿真中的option选项使用不正确；D.程序不够精确。一般情况下，我们还是要相信仿真结果，尽力查找自身可能的错误。也有可能是电路正确而仿真有问题，比如晶振电路的仿真，有时仿真时不起振，实际情况却是可以起振。这种情况一定要反复确认，不要在这里自信心太足。
2. 怀疑仿真结果
实际芯片的测试结果又往往与仿真值有差异，这可能是由于：A. 寄生效应考虑不够完整和准确；B. 实际激励不同于仿真时所加激励；C. 器件自身的噪声难以准确仿真；D. spice model不够准确；
我们需要根据实际芯片的测试结果调整设计，这很重要。
以上两点并不矛盾，希望在工作中细细体会。
3.仿真的完整性
借用信号完整性的概念，仿真要注意完整性。
仿真不全面，说明考虑问题不周全，该作的仿真没有作。其结果甚至是电路的功能都不正确。这里面的东西比较多，需要学习和积累，是模拟电路设计的一个重要方面，也是模拟电路设计者的经验和价值所在。
4. 注意观察中间节点
一类常见的问题是，当有模拟信号到数字信号的转换时，不仅要看输出的数字信号是否正确，还要看模拟信号是否比较“好”。有时虽然输出的数字信号是正确的，可是如果前一级的模拟信号已经很接近数字信号转换的临界状态，那这样的电路很可能是有问题的。这也是设计裕量不足的一种现象。
其实，对应任何模拟电路设计，都要注意中间节点。再比如稳压管，其控制电压在正常工作时都接近于电源或地电平，说明这里已经基本没有margin，实际结果很可能出问题。
这里建议电路中的每个节点的信号都看一遍，看一下是否合理，比如说应该工作在饱和区的晶体管是否完全工作在饱和区，节点电压是否有不正常的毛刺等。

大力支持仿真，可以让‘停留在纸面’上的设计开始说话