來源：電子市場
為了進行電路模擬，必須先建立元器件的模型，也就是對于電路模擬程序所支持的各種元器件，在模擬程序中必須有相應的數(shù)學模型來描述他們，即能用計算機進行運算的計算公式來表達他們。一個理想的元器件模型，應該既能正確反映元器件的電學特性又適于在計算機上進行數(shù)值求解。一般來講，器件模型的精度越高，模型本身也就越復雜，所要求的模型參數(shù)個數(shù)也越多。這樣計算時所占內存量增大，計算時間增加。而集成電路往往包含數(shù)量巨大的元器件，器件模型復雜度的少許增加就會使計算時間成倍延長。反之，如果模型過于粗糙，會導致分析結果不可靠。因此所用元器件模型的復雜程度要根據(jù)實際需要而定。
在基于信號完整性計算機分析的PCB設計方法中，最為核心的部分就是pcb板級信號完整性模型的建立，這是與傳統(tǒng)的設計方法的區(qū)別之處。SI模型的正確性將決定設計的正確性，而SI模型的可建立性則決定了這種設計方法的可行性。
目前構成器件模型的方法有兩種：一種是從元器件的電學工作特性出發(fā)，把元器件看成‘黑盒子’，測量其端口的電氣特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，稱為行為級模型。這種模型的代表是IBIS模型和S參數(shù)。其優(yōu)點是建模和使用簡單方便，節(jié)約資源，適用范圍廣泛，特別是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級模型幾乎是唯一的選擇。缺點是精度較差，一致性不能保證，受測試技術和精度的影響。另一種是以元器件的工作原理為基礎，從元器件的數(shù)學方程式出發(fā)，得到的器件模型及模型參數(shù)與器件的物理工作原理有密切的關系。SPICE模型是這種模型中應用最廣泛的一種。其優(yōu)點是精度較高，特別是隨著建模手段的發(fā)展和半導體工藝的進步和規(guī)范，人們已可以在多種級別上提供這種模型，滿足不同的精度需要。缺點是模型復雜，計算時間長。
一般驅動器和接收器的模型由器件廠商提供，傳輸線的模型通常從場分析器中提取，封裝和連接器的模型即可以由場分析器提取，又可以由制造廠商提供。
在電子設計中已經有多種可以用于PCB板級信號完整性分析的模型，其中最為常用的有三種，分別是SPICE、IBIS和Verilog-AMS、VHDL-AMS。
1SPICE模型
Spice是SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis的縮寫，是一種功能強大的通用模擬電路仿真器，已經具有幾十年的歷史了，該程序是美國加利福尼亞大學伯克利分校電工和計算科學系開發(fā)的，主要用于集成電路的電路分析程序中，Spice的網表格式變成了通常模擬電路和晶體管級電路描述的標準，其第一版本于1972年完成，是用Fortran語言寫成的，1975年推出正式實用化版本，1988年被定為美國國家工業(yè)標準，主要用于IC，模擬電路，數(shù)?；旌想娐罚娫措娐返入娮酉到y(tǒng)的設計和仿真。由于Spice仿真程序采用完全開放的政策，用戶可以按自己的需要進行修改，加之實用性好，迅速得到推廣，已經被移植到多個操作系統(tǒng)平臺上。
自從Spice問世以來，其版本的更新持續(xù)不斷，有Spice2、Spice3等多個版本，新版本主要在電路輸入、圖形化、數(shù)據(jù)結構和執(zhí)行效率上有所增強，人們普遍認為Spice2G5是最為成功和有效的，以后的版本僅僅是局部的變動。
同時，各種以伯克利的Spice仿真程序的算法為核心的商用Spice電路仿真工具也隨之產生，運行在PC和UNIX平臺，許多都是基于原始的SPICE2G6版的源代碼，這是一個公開發(fā)表的版本，它們都在Spice的基礎上做了很多實用化的工作，比較常見的Spice仿真軟件有Hspice、Pspice、Spectre、Tspice、
SmartSpcie、IsSpice等，雖然它們的核心算法雷同，但仿真速度、精度和收斂性卻不一樣，其中以Synopsys公司的Hspice和Cadence公司的Pspice最為著名。Hspice是事實上的Spice工業(yè)標準仿真軟件，在業(yè)內應用最為廣泛，它具有精度高、仿真功能強大等特點，但它沒有前端輸入環(huán)境，需要事前準備好網表文件，不適合初級用戶，主要應用于集成電路設計；Pspice是個人用戶的最佳選擇，具有圖形化的前端輸入環(huán)境，用戶界面友好，性價比高，主要應用于PCB板和系統(tǒng)級的設計。
SPICE仿真軟件包含模型和仿真器兩部分。由于模型與仿真器是緊密地集成在一起的，所以用戶要添加新的模型類型是很困難的，但是很容易添加新的模型，僅僅需要對現(xiàn)有的模型類型設置新的參數(shù)即可。
SPICE模型由兩部分組成：模型方程式(ModelEquations)和模型參數(shù)(ModelParameters)。由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型與仿真器的算法非常緊密地聯(lián)接起來，可以獲得更好的分析效率和分析結果。
現(xiàn)在SPICE模型已經廣泛應用于電子設計中，可對電路進行非線性直流分析、非線性瞬態(tài)分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件。SPICE內建半導體器件模型，用戶只需選定模型級別并