12. Hspice网表如何进行分析和仿真设置？

大家好！今天我们就一个模拟集成电路设计中最原始方法中使用的网表进行一个讲解，希望能让大家对电路的网表又一个比较全面的认识，以便后期的学习和工作。

其实我们在设计时会碰到很多的网表类型，如spice网表、spetre网表等，其实他们只是采用了不同的网表语言，就如同一个程序它既可以用C去写，也可以用BASIC去写，甚至可以用汇编语言去写一样，只是用于描述的方式不同，而实现的功能和性能是一样的。

这里我将以spice网表为例来对电路网表进行一个分析，让大家对电路网表的结构和内容有所了解。

其实对于每一个电路网表，我们都可以将其分为7大块，他们分别是库文件网表、电路网表、激励网表、负载网表、模型网表、仿真设置、仿真输出。它们在网表中缺一不可。下面我就分别来进行讲解：

首先是库文件网表，它的作用是将电路所需要的工艺器件文件安装进来，从而让仿真器能识别电路网表中所使用的有源器件，如：NMOS、PMOS、NPN、PNP等，无源器件，如：RES、CAP、IND等，当然由于工艺的不同，这些器件的名称需要和库文件中的工艺器件文件名称相同，有时不一定是NMOS、PMOS、NPN、PNP这些标准的器件名称。采用的语句是：.INC  LIB。

接下来是电路网表，它的作用是描述电路的实际物理器件和连接，其中物理器件描述一般采用WL方式，当然有些设计软件嵌入了比较高级的PDK，从而会在网表中出现AD、AS、PD、PS等参数，这些参数其实是WL参数的衍生参数，它们更多的是描述后端的信息；而连接方式主要是采用的节点连接，通过网表中的节点将器件的不同端进行连接，其实这种连接是一种抽象连线，也可以说是一种理想连接，它忽视了后端中连接的物理特性，所以这就是前端仿真和后端仿真结果不同的一个原因。采用的语句是：.INC  SP。

然后是激励网表，它的作用是给电路一个工作的条件，如工作电压，工作电流、输入信号等；一般来说，激励网表是电路工作的一个非常重要的条件，对于有些电路，如果激励网表设计的不理想，可能得出不同的仿真结果和结论，从而使得电路设计失败。在激励网表中需要非常小心0时刻的信号值，这个信号值不仅包含输入信号还包含工作电压和工作电流这些信号。采用的语句是：Vx，Ix。

第四块网表是负载网表，它的作用是模拟电路的输出接口，由于每个模拟集成电路都不是独立存在，需要和其他的电路配合才能完成特定的功能，体现特定的性能；一般来说，负载网表分为有源负载和无源负载，其中有源负载是一种比较复杂的负载，在设计时如果设置不当，会导致仿真结果不正确，所以在这个阶段暂时不分析；无源负载主要是电阻、电容、电感的网络。采用的语句是：Rx， Cx，Lx。

接着是模型网表，它的作用是模拟电路外围所使用的有源器件和无源器件，其中有源器件包含光电转换器、电光转换器、压控电流源，压控电压源等；无源器件包含金线、基板、焊球等。由于在实际应用中，模拟集成电路不仅和其他电路接口进行信息和控制的交换，还需要和其他的有源器件的配合，同时还收到无源器件的影响，从而对整个系统的特性，如带宽，增益，环路相位裕度等产生影响。采用的语句是：Xix。

第六块网表是仿真设置网表，它的作用是对仿真进行设置，这些设置分为仿真条件设置和仿真特性设置，其中仿真条件一般设置的是仿真的温度，仿真时仿真器的步长、收敛性等；因为在仿真中不可能采用一个网表完成所有的仿真，一般仿真的网表会针对不同的仿真采用不同的网表，如进行直流仿真、瞬态仿真、交流仿真、噪声仿真、参数扫描仿真、环路稳定仿真等，其中有些仿真可以在一起，有些仿真需要相互的配合，所以在仿真时，需要首先弄清楚这个网表准备进行那个仿真，只有在这个目标确定后才能进行后续的工作。采用的语句是：.OP，.TEMP，.OPTION，.DC， .TRAN，.AC，.LSTB，.NOISE。

最后一块网表是输出设置网表，它的作用是对仿真输出的结果进行设置，是采用图形方式显示还是采用表格形式显示，并且可以对输出结果进行函数运算并输出。而且在输出结果比较大时，可以通过输出设置将输出结果进行分段，或者可以将其中一部分的输出结果忽略，这样可以让设计人员更加聚焦到关心的地方。采用的语句是：.PROBE，.PRINT，.MEASURE。

总结一下，我们这一讲以SPICE网表为例讲解了模拟集成电路的网表结构和内容。其中七大块的网表结构，基本涵盖了模拟集成电路的仿真网表的全部内容，希望能对大家有所帮助！