HSPICE 2010是一款由Synopsys公司推出的專業(yè)EDA設(shè)計工具，主要適用于一些電路設(shè)計工程師使用，它為使用者提供了豐富實用的EDA設(shè)計工具，并可以與其它專業(yè)軟件兼容，比如Cadence,Workview等，該軟件可以大大地提高電路仿真的精準度，這個是較為經(jīng)典的一個版本，需要此款工具的朋友們歡迎前來下載使用。

基本介紹
HSPICE 可與許多主要的EDA 設(shè)計工具，諸如Cadence,Workview 等兼容，能提供許多重要的針對集成電路性能的電路仿真和設(shè)計結(jié)果。采用HSPICE 軟件可以在直流到高于100MHz 的微波頻率范圍內(nèi)對電路作精確的仿真、分析和優(yōu)化。在實際應(yīng)用中， HSPICE能提供關(guān)鍵性的電路模擬和設(shè)計方案，并且應(yīng)用HSPICE進行電路模擬時，其電路規(guī)模僅取決于用戶計算機的實際存儲器容量

主要特色
- 準確度
金標準精確的電路仿真。
粗放型的支持最準確，最廣闊的一套行業(yè)標準和專有的仿真模型。
- 性能
HSPICE剛剛得到更快了! Synopsys公司取得了HSPICE一個性能領(lǐng)先的單人和多核計算機上
顯著加速細胞特性的應(yīng)用，大型提取的網(wǎng)表，信號完整性和65 nm設(shè)計。
- 設(shè)計產(chǎn)量 - 過程變化和設(shè)備可靠性仿真
流程和互連變異 - 型號器件和互連線的變化
變化塊 - 強大而靈活的機制來定義工藝變化的影響。
AC&DCMatch - 本地參數(shù)不匹配影響效率的統(tǒng)計模擬。
“智能”蒙地卡羅 - 即運行速度比傳統(tǒng)蒙特卡羅技術(shù)快好幾倍的通用統(tǒng)計模擬。
MOSRA器件的可靠性分析 - 仿真HCI和NBTI設(shè)備老化影響
- 董事會和包裝設(shè)計完整性分析
增強型W-元素和S參數(shù)模擬信號完整性問題和支持SI分析。
支持大規(guī)模的500端口S參數(shù)
- 射頻和高速仿真
最佳的RF模擬器PLL和VCO應(yīng)用
最精確的射頻仿真器
最快的射頻仿真器
高容量的射頻仿真，10000+晶體管既諧波平衡和射擊牛頓算法
全面的解決方案模擬低噪聲放大器，功率放大器，濾波器，AGC電路中，振蕩器，混頻器，乘法器，調(diào)制器，解調(diào)器，和壓控振蕩器。

使用說明
Hspice是一個模擬電路仿真軟件，在給定電路結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)的條件下，它可以模擬和
計算電路的各種性能。用Hspice分析一個電路，首先要做到以下三點：
(1) 給定電路的結(jié)構(gòu)(也就是電路連接關(guān)系)和元器件參數(shù)(指定元器件的參數(shù)庫);
(2) 確定分析電路特性所需的分析內(nèi)容和分析類型(也就是加入激勵源和設(shè)置分析類型);
(3) 定義電路的輸出信息和變量。
Hspice規(guī)定了一系列輸入，輸出語句，用這些語句對電路仿真的標題，電路連接方式，組成電路元器件的名稱，參數(shù)，模型，以及分析類型，以及輸出變量等進行描述。
一 Hspice輸入文件的語句和格式
Hspice輸入文件包括電路標題語句，電路描述語句，分析類型描述語句，輸出描述語句，注釋語句，結(jié)束語句等六部分構(gòu)成，以下逐一介紹：
1 電路的標題語句
電路的標題語句是輸入文件的第一行，也成為標題行，必須設(shè)置。它是由任意字母和字符串組成的說明語句，它在Hspice的title框中顯示。
2 電路描述語句
電路描述語句由定義電路拓撲結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)的元器件描述語句，模型描述語句和電源語句等組成，其位置可以在標題語句和結(jié)束語句之間的任何地方。
(1) 電路元器件
Hspice 要求電路元器件名稱必須以規(guī)定的字母開頭，其后可以是任意數(shù)字或字母。除了名稱之外，還應(yīng)指定該元器件所接節(jié)點編號和元件值。
電阻，電容，電感等無源元件描述方式如下：
R1 1 2 10k (表示節(jié)點1 與2 間有電阻R1,阻值為10k 歐)
C1 1 2 1pf (表示節(jié)點1 與2 間有電容C1,電容值為1pf)
L1 1 2 1mh (表示節(jié)點1 與2 間有電感L1,電感值為1mh)
半導體器件包括二極管，雙極性晶體管，結(jié)形場效應(yīng)晶體管，MOS 場效應(yīng)晶體管等，這些半導體器件的特性方程通常是非線性的，故也成為非線性有源元件。在電路CAD工具進行電路仿真時，需要用等效的數(shù)學模型來描述這些器件。
(a) 二極管描述語句如下：
DXXXX N+ N- MNAME
D 為元件名稱，N+和N-分別為二極管的正負節(jié)點，MNAME 是模型名 ，后面為可選項：
AREA 是面積因子，OFF時直流分析所加的初始條件，IC=VD 時瞬態(tài)分析的初始條件。
(b)雙極型晶體管
QXXXX NC NB NE MNAME
Q 為元件名稱，NC NB NE 分別是集電極，基極，發(fā)射極和襯底的節(jié)點。缺省時，NS 結(jié)地。后面可選項與二極管的意義相同。
(c)結(jié)型場效應(yīng)晶體管
JXXXX ND NG NS MNAME
J為元件名稱，ND NG NS為漏，柵，源的節(jié)點，MNAME 是模型名 ，后面為可選項與二極管的意義相同。
(d)MOS 場效應(yīng)晶體管
MXXXX ND NG NS NB MNAME
M為元件名稱，ND,NG,NS,NB 分別是漏，柵，源和襯底節(jié)點。MNAME 是模型名，L溝道長，M為溝道寬。
(2) 元器件模型
許多元器件都需用模型語句來定義其參數(shù)值。模型語句不同于元器件描述語句，它是以“.”開頭的點語句，由關(guān)鍵字.MODEL,模型名稱，模型類型和一組參數(shù)組成。 電阻，電容，二極管，MOS 管，雙極管都可設(shè)置模型語句。這里我們僅介紹MOS 管的模型語句，
其他的可參考Hspice幫助手冊。
MOS 場效應(yīng)晶體管模型
MOS 場效應(yīng)晶體管是集成電路中常用的器件，在Hspice 有20 余種模型，模型參數(shù)有40――60 個，大多是工藝參數(shù)。例如一種MOS 模型如下：
.MODEL NSS NMOS LEVEL="3" RSH="0" TOX="275E-10" LD=.1E-6 XJ=.14E-6
+ CJ="1".6E-4 CJSW="1".8E-10 UO="550" VTO="1".022 CGSO="1".3E-10
+ CGDO="1".3E-10 NSUB="4E15" NFS="1E10"
+ VMAX="12E4" PB=.7 MJ=.5 MJSW=.3 THETA=.06 KAPPA=.4 ETA=.14
.MODEL PSS PMOS LEVEL="3" RSH="0" TOX="275E-10" LD=.3E-6 XJ=.42E-6
+ CJ="7".7E-4 CJSW="5".4E-10 UO="180" VTO="-1".046 CGSO="4E-10"
+ CGDO="4E-10" TPG="-1" NSUB="7E15" NFS="1E10"
+ VMAX="12E4" PB=.7 MJ=.5 MJSW=.3 ETA=.06 THETA=.03 KAPPA=.4
上面：.MODEL為模型定義關(guān)鍵字.
NSS 為模型名，NMOS為模型類型，LEVEL=3 表示半經(jīng)驗短溝道模型，后面RSH=0
等等為工藝參數(shù)。
(3) 電路的輸入激勵和源
Hspice中的激勵源分為獨立源和受控源兩種，這里我們僅簡單介紹獨立源。獨立源有獨立電壓源和獨立電流源兩種，分別用V 和I 表示。他們又分為直流源，交流小信號源和瞬態(tài)源，可以組合在一起使用。
(a)直流源
VXXXX N+ N- DC VALUE
IXXXX N+ N- DC VALUE
例如：VCC 1 0 DC 5v (表示節(jié)點1,0 間加電壓5v)
(b)交流小信號源
VXXXX N+ N- AC >
IXXXX N+ N- AC >
其中，ACMAG 和ACPHASE 分別表示交流小信號源的幅度和相位。
例如：V1 1 0 AC 1v (表示節(jié)點1,0 間加交流電壓幅值1v，相位0)
(c)瞬態(tài)源
瞬態(tài)源有幾種，以下我們均只以電壓源為例，電流源類似:
* 脈沖源(又叫周期源)
VXXXX N+ N- PULSE(V1 V2 TD TR TF PW PER)
V1 初始值，V2 脈動值，TD 延時，TR 上升時間，TF下降時間，PW脈沖寬度，PER 周期
例如：V1 5 0 PULSE(0 1 2NS 4Ns 4Ns 20NS 50NS)
* 正弦源
VXXXX N+ N- SIN(V0 VA FREQ TD THETA PHASE)
V0:偏置，VA:幅度，F(xiàn)REQ: 頻率 ，TD :延遲，THETA: 阻尼因子，PHASE:相位
* 指數(shù)源
VXXXX N+ N- EXP(V1 V2 TD1 TAU1 TD2 TAU2)
V1初始值，V2中止值，TD1上升延時，TAU1上升時間常數(shù)，TD2下降延時，TAU2下降
時間常數(shù)
例如:V1 3 0 EXP(0 2 2ns 30ns 60ns 40ns)
* 分段線性源
VXXXX N+ N- PWL(T1 V1 )
其中每對值(T1，V1)確定了時間t=T1是分段線性源的值V1。
例如：Vpwl 3 0 PWL(0 1，10ns 1.5)
(4) 子電路
* 子電路語
句
.SUBCKT SUBNAM N1< N2 。。。>
子電路的定義由.SUBCKT 語句開始。SUBNAM是子電路名，N1< N2 。。。>是外部節(jié)點號
* 終止語句
.ENDS (表示結(jié)束子電路定義)
* 子電路調(diào)用語句
XYYYY N1< N2 。。。> SUBNAM
在Spice中調(diào)用子電路的方法是設(shè)定以字母X 開頭的偽元件名，其后是用來連接到子電路上
的節(jié)點號，在后面是子電路名。
例如：.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4
具體運放電路描述
.ENDS
Xop 1 2 3 4 OPAMP (調(diào)用該運放子電路)
3 電路的分析類型描述語句
分析類型描述語句由定義電路分析類型的描述語句和一些控制語句組成，如直流分析
(.OP)，瞬態(tài)分析(.TRAN)等分析語句，以及初始狀態(tài)設(shè)置(.IC),選擇項設(shè)置(.OPTIONS)
等控制語句。它的位置可在標題語句和結(jié)束語句之間的任何地方。
(1) .TRAN(瞬態(tài)分析語句)
一般形式: .TRAN TSTEP TSTOP >
TSETP 為時間增量,TSTOP 為終止時間,TSTART 為初始時間(若不設(shè)定，則隱含值為0)
例如：.TRAN 1NS 10000NS 500NS (瞬態(tài)分析500—10000NS，步長為1NS)
(2).AC(交流分析語句)
在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)完成電路的交流小信號分析
.AC DEC ND FSTART FSTOP (數(shù)量級變化)
其中，DEC 為10 倍頻，ND 為該范圍內(nèi)點的數(shù)目，F(xiàn)START初始頻率，F(xiàn)STOP 中止頻率。
例如： .AC DEC 10 1 10K (指從1 到10KHZ范圍，每個數(shù)量級取10 點，交流小
信號分析)
(3).DC(直流掃描語句)
是在指定的范圍內(nèi)，某一個獨立源或其他電路元器件參數(shù)步進變化時，計算電路滯留輸
出變量的相應(yīng)變化曲線。
DC SRCNAN VSTART VSTOP VINCR <>
例如： .DC VIN 0.25 5.0 0.25 (表示電壓源VIN 的值從0。25V掃描到5V,每次增量
0。25V)
(4).OPTION(可選項語句)
ACCT(打印出計算和運行時間統(tǒng)計)
LIST(打印出輸入數(shù)據(jù)總清單)
NODE(打印出結(jié)點表)
NOMOD(抑制模型參數(shù)的打印輸出)
具體電路的分析類型描述語句可查閱Hspice在線幫助。
4 輸出描述語句
(1) 文本打印語句.PRINT
.PRINT TYPE ov1
TYPE 為指定的輸出分析類型，如(DC);OV1 為輸出變量名。
例如：.PRINT DC V(5)
(2) 文本繪圖語句.PLOT
.PRINT TYPE ov1
5 注釋語句
注釋語句以”*”為首字符，位置是任意的，它為非執(zhí)行語句。
6 結(jié)束語句
結(jié)束語句是輸入文件的最后一行，用.END 描述，必須設(shè)置。
二 Hspice仿真示例
Hspice 可以執(zhí)行各種模擬電路仿真，它的精度很高。通過點擊桌面快捷方式
Hspice2001.4，啟動Hspice界面如下:
Hspice模擬步驟如下：
(1) 由電路圖提取網(wǎng)表或手工編寫網(wǎng)表，注意網(wǎng)表文件以.sp結(jié)尾。例如，上圖中電路網(wǎng)表文件為eyediag.sp;標題為：*Eye Diagrams;輸出報告文件：eyediag.lis。
(2) 運行模擬，完成后檢查輸出報告文件后綴.lis文件察看模擬結(jié)果。
(3) 運行查看輸出波形。
以下我們通過幾個例子了解Hspice的網(wǎng)表文件格式，以及如何進行仿真。
1 簡單RC網(wǎng)絡(luò)電路
它的網(wǎng)表文件如下，文件名為quickRC.sp
A SIMPLE AC RUN
.OPTIONS LIST NODE POST
.OP
.AC DEC 10 1K 1MEG
.PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1)
V1 1 0 10 AC 1
R1 1 2 1K
R2 2 0 1K
C1 2 0 .001U
.END
注釋：第一行A SIMPLE AC RUN 為標題行;
第二行.OPTIONS LIST NODE POST 為可選項設(shè)置，LIST 打印出元件總結(jié)列表;
NODE打印出元件節(jié)點表(element node table);POST 表示用何種格式儲存模擬后
的數(shù)據(jù)，以便與其它工具接口。
第三行.OP 計算直流工作點。
第四行.AC DEC 10 1K 1MEG (指從1 到10KHZ范圍，每個數(shù)量級取10點，交流小信號分析)
第五行.PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1) 打印交流分析類型的節(jié)點1，2 的電壓，以及R2,C1 的電流
第六行V1 1 0 10 AC 1 表示節(jié)點1 與0 間，加直流電壓10v 和幅值為1v 的交流電壓。
第七至九行為電路描述語句。
第十行為結(jié)束語句。
我們首先通過點擊打開編輯好的quickRC.sp文件，此時顯示界面如下：
點擊仿真，仿真完成后界面如下：
點擊查看Hspice輸出結(jié)果文件quickRC.lis，可以看到仿真后各種數(shù)據(jù)信息。
要查看輸出的波形，點擊，可以看到界面如下：
點擊AC: A SIMPLE AC RUN，就可看到各種信號，如下所示：
雙擊要查看的信號波形，即可將該信號加入到波形框中，顯示如下：
2 倒相器電路
它的網(wǎng)表文件如下，文件名為inv.sp
Inverter Circuit
.OPTIONS LIST NODE POST
.TRAN 200P 20N
.PRINT TRAN V(IN) V(OUT)
M1 OUT IN VCC VCC PCH L="1U" W="20U"
M2 OUT IN 0 0 NCH L="1U" W="20U"
VCC VCC 0 5
VIN IN 0 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N
CLOAD OUT 0 .75P
.MODEL PCH PMOS LEVEL="1"
.MODEL NCH NMOS LEVEL="1"
.END
注釋：第三行.TRAN 200P 20N 表示瞬態(tài)分析步長為200ps，時間為20ns
第四行.PRINT TRAN V(IN) V(OUT)表示打印節(jié)點in，out 電壓瞬態(tài)分析值
第五，六，九行為電路連接關(guān)系描述語句。
第七行VCC VCC 0 5表示在節(jié)點VCC，0之間加5v直流電壓。
第八行VIN IN 0 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N表示在節(jié)點IN，0之間加一個脈沖源，低電平0.2v,高電平4.8v，延時2ns，上升沿1ns，下降沿1ns，脈沖寬度5ns，周期20ns
第九，十行為模型語句，表示模型名PCH，管子類型為PMOS，使用的是一級模型。
對倒相器電路仿真的步驟類似于前面，這里僅列出輸出波形供參考：
3 D 觸發(fā)器電路
前面我們用Workview工具創(chuàng)建了一個D 觸發(fā)器，并提取了它的電路網(wǎng)表，在這里我們?yōu)樵摼W(wǎng)表文件加入激勵源和分析語句，并使用Hspice 進行模擬仿真。修改后的網(wǎng)表文件如下，文件名為dff.sp：
* Project DFF
* Powerview Wirelist Created with Version 6.2
* Inifile :
* Options : -h -d -n -m -x -c60 -le:\work\zzz.sp
*
Levels :
.OPTIONS LIST NODE POST
.include "e:\model\35model.txt"
* Definition for project INVERTER
.SUBCKT INVERTER IN OUT
M2 OUT IN 0 0 NSS L="0".35U W="1".2U
M1 VDD IN OUT VDD PSS L="0".35U W="2".4U
* CROSS-REFERENCE 1
* GND = 0
.ENDS
* Definition for project TRANSFER
.SUBCKT TRANSFER IN OUT CLKF CLK
M1 OUT CLKF IN VDD PSS L="0".35U W="1".2U
M2 IN CLK OUT 0 NSS L="0".35U W="1".2U
* CROSS-REFERENCE 1
* GND = 0
.ENDS
X1I1 N1N19 N1N21 INVERTER
X1I2 N1N21 N1N16 CLK N1N10 TRANSFER
X1I3 N1N16 N1N19 INVERTER
X1I4 CLK N1N10 INVERTER
X1I5 Q N1N29 INVERTER
X1I6 QF Q INVERTER
X1I7 N1N29 QF N1N10 CLK TRANSFER
X1I8 D N1N16 N1N10 CLK TRANSFER
X1I9 N1N19 QF CLK N1N10 TRANSFER
* DICTIONARY 1
* GND = 0
.GLOBAL VDD
vin D 0 PULSE .2 2.8v 2N 1N 1N 20N 50N
vdd VDD 0 3v
Vclk clk 0 0 PULSE .2 2.8v 2N 1N 1N 5N 20N
.tran 1ns 200n
.END
注釋：以上黑體字為對Workview生成網(wǎng)表的修改。
(1).OPTIONS LIST NODE POST 為可選項設(shè)置
(2).include "e:\model\35model.txt"表示加入0。35um工藝庫文件，注意一定要指定工藝庫文件，否則Hspice無法仿真。另外，庫路徑一定要指定正確，否則會找不到庫文件。
(3)vin D 0 PULSE .2 2.8v 2N 1N 1N 20N 50N
vdd VDD 0 3v
Vclk clk 0 0 PULSE .2 2.8v 2N 1N 1N 5N 20N
上述為加入的輸入激勵和電壓源語句。
(4).tran 1ns 200n
指定瞬態(tài)分析200ns，分析步長1ns
將修改好的dff.sp文件存盤，注意后綴以.sp結(jié)尾。然后打開該文件，運行Hspice仿真