EDA技術(shù)中常用的仿真軟件有哪些?使用方法分析
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electronic design automation,EDA)是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件,來完成超大規(guī)模集成電路(VLSI)芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)(包括布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計(jì)方式。EDA能夠大幅減少研發(fā)人員工作量,極大提升集成電路設(shè)計(jì)效率,縮短周期并且節(jié)約成本。
EDA技術(shù)中常用的仿真軟件包括以下這些:
SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis):這是一款由美國加州大學(xué)推出的電路分析仿真軟件,是20世紀(jì)80年代世界上應(yīng)用最廣的電路設(shè)計(jì)軟件,1998年被定為美國國家標(biāo)準(zhǔn)。SPICE軟件目前已經(jīng)推出了多種版本,如PSPICE、multiSIM等。
multiSIM(EWB的最新版本):這是Interactive Image Technologies Ltd在20世紀(jì)末推出的電路仿真軟件,是電路仿真軟件中的一種。
Proteus:這是一款英國著名的EDA工具,它從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真,可以實(shí)現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。同時(shí)它支持處理器模型包括8051、HC11、PIC等,持續(xù)增加其他系列處理器模型,支持IAR、Keil和Matlab等多種編譯器。Proteus是一個(gè)巨大的教學(xué)資源,在模擬電子、數(shù)字電路、單片機(jī)與嵌入式教學(xué)等實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用。
LTspice:這是一款高性能SPICE仿真軟件、原理圖采集和波形查看器,集成增強(qiáng)功能和模型,簡化了模擬電路的仿真。
Tina-TI:這是由德州儀器公司(TI)與DesignSoft公司聯(lián)合提供的一個(gè)強(qiáng)大的電路仿真工具TINA-TI。TINA-TI適用于對(duì)模擬電路和開關(guān)式電源(SMPS)電路的仿真,是進(jìn)行電路開發(fā)與測試的理想選擇。
這些仿真軟件各有其特點(diǎn),可以根據(jù)不同的需求選擇適合的軟件來進(jìn)行仿真。
SPICE使用介紹,SPICE仿真流程可以歸納為以下幾個(gè)步驟:
建立電路圖:在SPICE軟件中,使用圖形或文本方式建立電路圖。電路圖包括電子元件和它們之間的連接方式。
運(yùn)行仿真:在電路圖建立完畢后,通過運(yùn)行仿真來查看結(jié)果。通常情況下,需要在仿真控制文件中指定仿真的開始和結(jié)束時(shí)間,以及電路的輸入信號(hào)等參數(shù)。
調(diào)整電路參數(shù):根據(jù)仿真結(jié)果,對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,反復(fù)進(jìn)行仿真直到達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。
分析和輸出結(jié)果:在仿真結(jié)束后,SPICE軟件可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理,輸出結(jié)果。例如,可以繪制電路的頻率響應(yīng)曲線、輸出電壓隨時(shí)間的變化曲線等。
需要注意的是,SPICE仿真需要具備一定的電子技術(shù)知識(shí)和SPICE軟件使用經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),仿真的準(zhǔn)確性和效率也受到多種因素的影響,如電路模型的準(zhǔn)確性、仿真時(shí)間和采樣率等。因此,在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇和調(diào)整。
使用用Multisim進(jìn)行電路仿真的基本步驟:
建立電路文件。打開Multisim軟件時(shí),如果需要,可以建立新的電路文件。有多種方法可以完成這個(gè)步驟,例如使用電路向?qū)Щ蛘呤謩?dòng)創(chuàng)建電路圖。
放置和連接電子元件。從Multisim的元件庫中選擇需要的電子元件,然后將它們放置在電路圖中,并根據(jù)需要進(jìn)行連接。
運(yùn)行仿真。完成電路圖的創(chuàng)建后,點(diǎn)擊工具欄中的運(yùn)行按鈕來運(yùn)行仿真。
仿真過程。在仿真過程中,可以通過點(diǎn)擊開關(guān)按鈕來控制開關(guān)的開通與關(guān)斷,還可以使用其他控制按鈕來完成其他操作。
輸出分析結(jié)果。仿真結(jié)束后,可以通過Multisim的輸出窗口查看分析結(jié)果。如果需要,可以將分析結(jié)果保存為各種格式的文件,例如Word、Excel等。
Proteus使用介紹:
Proteus是一款非常強(qiáng)大的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具,可以用于各種電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。下面是一些使用Proteus的基本步驟。
創(chuàng)建新項(xiàng)目:在Proteus主界面中,單擊“File”>“New Project”>“New Project Wizard”即可創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。接下來,需要選擇項(xiàng)目名稱和存儲(chǔ)位置,并選擇使用的Proteus版本。
添加器件:單擊工具欄上的“P”按鈕,可以打開挑選元件對(duì)話框,選擇需要的元件后單擊“OK”按鈕,該元件會(huì)在元件列表中顯示。以后要用到該元件時(shí),只需在元件列表中選擇即可。Proteus提供了大量的電子器件庫,包括數(shù)字邏輯器件、模擬器件、傳感器、通信器件等。
連接器件:單擊工具欄上的“W”按鈕,可以開始連接器件。單擊要連接的兩個(gè)器件之間的位置,可以使用“Net Label”工具來添加標(biāo)簽和注釋。
仿真電路:完成電路設(shè)計(jì)后,單擊工具欄上的“Play”按鈕即可開始仿真。仿真將模擬電路行為并顯示輸出信號(hào)。可以通過單擊工具欄上的“Stop”按鈕來停止仿真。
Proteus還有許多高級(jí)功能,包括支持使用SPICE和Verilog等編程語言進(jìn)行電路設(shè)計(jì),可以與其他CAD軟件進(jìn)行集成等等。有關(guān)更多詳細(xì)信息,建議參閱Proteus的官方文檔或訪問官方網(wǎng)站獲取。