如何將Hspice資料轉進MATLAB計算

finster

不好意思,昨天一時眼花沒看清楚單位,把Fin的KHz看成MHz,sorry....
所以才會說你的取樣頻率和輸入信號頻率非常地接近,這是我這方面的缺失
' k  r9 J! j7 K! W. }
" s! t4 l, S. Z: j$ I: ^( a至於FFT取樣點的問題,我之前是作88MHz,10-bit dual channel DAC,我之前有比較過FFT取樣2048點和4096點,甚至是8192點的差別,結果誠如我前面所言,MATLAB跑出來的結果只有小數點後面3位-5位之後才有差異,前面的數值都是一樣的,所以我才會說一般取到1024點或者2048點就已經非常足夠了
9 H7 o2 h  w% S1 G* R而且,用SPICE跑模擬從2048點到4096點的時間非常地久,所增加的時間可能不只一倍,而是數倍,可是從MATLAB所計算出來的卻是差異不大,故而,如果paper提供到這麼大的取樣點,那就跑吧,只不過,時間會非常地久,印象中,我之前跑2048點的SPICE模擬DAC大概需要5-7天,而取樣到4096點大概就增加到接近三週的時間,這,純是個人以前的小小經驗,如果是ADC的話,那會更久

至於另外個問題,我的回答是,對的
& y, X" }: Q/ c' A( [3 c, Z但,要先把一些參數改成你們自己的規格才行

monkeybad

我補充一下
( K! S' n/ K$ b; u緣緣網友應該是在作over-sampling的ADC 跟Finster作的架構不太一樣
1 K5 W0 M6 j/ d- j8 X6 Y1 xvideo DAC or ADC 跟Finster講的一樣 取樣1024以上其實模擬結果就差不多了
: A& Q2 U6 f, A( O& ?至少我模擬起來也是這樣
8 o. f5 [) c! z) j* E6 Y( y' ?而over-sampling的架構 顧名思義 就是以超取樣來提高SNR 藉以換取高解析度的ADC
所以我想取樣點很多應該是正常的吧

緣緣

再次謝謝finster副版主的詳細解說與monkeybad版主的指導。
) g# `3 T0 b/ u. ^說來好笑，我本身出了一個小烏龍，我從11/13回帖後，就一直期待finster副版主的回復，所以我幾乎每天都上論壇來看看有沒有新消息，可是我連續等了好幾天，直到今日(11/26)，我才突然發現finster副版主早於我回帖的隔天11/14回我消息，以至於我沒有第一時間答謝finster副版主的指導，真有點不好意思。
說來慚愧，我沒有注意到我的帖子已經有第2頁，直到今天才發現，真有點啼笑皆非。
在此，根據finster的指導，我會再試試，有什麼新問題，再向你請教。
7 m; n5 [8 u' ?. ~/ M, X4 ]6 G此外，回答monkeybad版主的問題：我的確作的是over-sampling的ADC，所以， 才需要取樣到32k points那麼多吧，畢竟我也希望取點取少一點作計算，可是又怕算出來不準確，我想，我應該會比較一下1024點與32K點的差異，如果差異不大，或許我就可以將點數減少來計算。   
0 G( q+ `' k5 @, J9 m∼謝謝！∼

緣緣

請問finster副版主:
我依照你提供的程式，修改成我的規格後，程式修改如下：
- B1 z& q7 k' U1 s% --------------The number of FFT -------------
2 n1 K+ ~  r! }, V; d  Vfin=5;% *KHz
) F" B( G) w7 @; a8 afs=5120; % *KHz
cycle=1; % cycle = 2^N ; N = 0~5
M=round(cycle*fs/fin);
; I9 ^  x+ v) a2 `& @5 o% --------------Load the binary code -------------
load sdm_out.txt -ascii
start = 1;
step  = 1;
$ s: n$ Q/ `4 q%ADC
x=sdm_out(start:step:M);
3 Y9 _7 p' R3 f% --------------Using minimum 4-term Blackman-harris Windows -------------
ptst = 1;
ptfi = M;
' c& |- O: a2 ?" z- l* Zpts = M;
2 z1 d( ^+ G9 E5 Y. Hnb=1:1ts;
kb=0.355768-0.487396*cos(2*pi*nb/(pts))+0.144232*cos(4*pi*nb/(pts))-0.012604*cos(6*pi*nb/(pts));
win_gain=sum(kb)/pts;
kb=kb/win_gain;
+ a) z7 ^# B0 h% --------------- Calculated fft --------------------------
yb=kb.*x(ptsttfi);
0 X; F& z' W! m# uyk=fft(yb);
fft_no=length(yk);
f=fs*(0:fft_no-1)/fft_no;
Pyy=yk.*conj(yk)/((fft_no/2)^2);
% ---------- Calculate THD ----------------------------
; ^* K. m" p/ y$ |) vj=1;
/ B8 ?0 C$ _- g3 jfor i=1:1fft_no/2)
  t7 y+ ?) H3 m8 K! G  H# |% U    if (f(i) == (fi*j))  
        HD(j)=Pyy(i);     %% find all harmonic distortion components
        j=j+1;
    end
end
P_hd=sum(HD(2:9));
5 \! B+ j5 e5 R  v: f% r# JTHD =10*log10(P_hd/HD(1));  %% HD(1) is fundamental signal;
fprintf('THD = %g dB\n',THD);
2 h, ]) P" I. u; L! z% ---------- Calculate SNR ----------------------------
9 U% f1 `- b3 O* I* `: bfundamen_dB=max(10*log10(Pyy(1:fft_no/2)));
fundamen_no=find(10*log10(Pyy(1:fft_no/2))==fundamen_dB);
span=max(round(fft_no/200),5);
2 _- a9 t4 J3 B3 y; eP_sig=sum(Pyy(fundamen_no-span:fundamen_no+span));
- _0 _  c, H* e/ a$ t) A1 m5 ?$ ?P_noise=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig-P_hd;
; W! W6 a4 L0 ?$ h2 [2 J0 p- g( L; `P_noise_hd=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig;
  ?# c0 ^3 |! f" |7 Y+ |SNR=10*log10(P_sig/P_noise);
7 a+ o9 w' o# A, l3 f& `4 FSNDR=10*log10(P_sig/P_noise_hd);
fprintf('SNR = %g dB\n',SNR);
* H1 f0 b+ Q' b( ?3 Xfprintf('SNDR = %g dB\n',SNDR);

; _0 {9 |& i* I& L. P藍色字體部分為我新增的程式，當我run到紅色字體部分，matlab顯示以下訊息：
??? Error using ==> times
Matrix dimensions must agree.
9 x: A% a, Z9 M$ |1 O
Error in ==> sndrtest at 21
yb=kb.*x(ptsttfi);

; O: k. f; h2 M0 |% K因x函數是我自行定義的，可否幫我看看要如何修改？
3 x1 Q2 I; R4 j# i7 L2 d7 m另外，在程式底下的藍色字體部分，是我增加對SNDR的計算式，不知有沒有錯？
  e- K- j7 q1 H2 N除了以上兩點外，全部程式中有沒有哪裡有問題，也請幫我看看。
) M7 i% v1 |1 j3 C附件是我取1024點得到的SDM digital code，我是由第2 個clock開始抓輸出資料，我的測試條件為：Fin=5k,Fs=5.12M。
4 T. U; Q/ ~  r以上麻煩finster副版主賜教。

finster

我看了一下你的MATLAB程式,發覺到有一個地方有問題
4 H- b1 h7 S. \" E9 P( \那就是你設ptst和ptfi是同一個值是不對的
+ K1 \! R4 L' q" f5 R& F$ g+ sptst是計算fft開始的值
5 y) ^# }4 J* a9 `7 l* `+ V而ptfi則是計算fft的range,如8~519,total則為512點
& V5 x9 t: j" q2 j, m0 h故而你在執行MATLAB程式時就會出現錯誤
% D$ o& N' a' @: s' k) S5 |
我看了一下你的MATLAB程式,基本上沒有多大問題
不過,要小心計算THD的值和範圍
8 l6 I* T& \! s- K& W0 r8 o因為有不少人問過我為什麼在這個地方會出現錯誤,而當我看到他們的錯誤訊息時,便會發覺到他們的取様範圍太少,以致會計算不到第9個harmonic distortion components而出現錯誤
' ]# [% V! F4 I* p# l
, V" ^2 ]4 r* d7 `5 y最後,計算noise有好幾種定義方式
原本我所寫的程式有兩種計算SNR,SFDR的計算式,後來,經過我們內部討論的結果只用我給你的那一種計算方式,因為那個方式比較合理
我個人覺得計算noise的方式,只要能夠說服的了別人,同時也能夠提出合理的解釋即可
因為目前在計算noise上並沒有很統一的說詞,故而,只要解釋的合理即可

緣緣

感謝finster的解說，我解釋一下你的回復，我程式中ptst是設1，但我的ptfi是設ptfi=M=round(cycle*fs/fin)=1024，所以並不是同樣數值，取1024是因為我有1024筆資料，還是說我這樣的寫法不對？
因為我希望計算的點數為32k，所以先以1024(1k)的點數來試著計算看看，如果沒問題再計算32k點。
我想我程式的問題在於x函數是我自行定義的，可能有錯，可否再幫我看看要如何修改？
( |& s9 E+ C& r/ l; c% w* L謝謝！

finster

我想,你可能有點誤解了我的意思了
1 I7 G. ^7 q. d. I3 U# {8 S我列出我當初寫ptst和ptfi的式子關係式
  }2 D* H. P% d: _( M: p- sptst=2^3;          % calculated fft of start point
pts=2^9;           % calculated fft of end point
. u  x6 y+ u/ W/ Xptfi=ptst+pts-1;   % calculated fft range: 8 ~ 519, total: 512 point
7 L% g( M0 E1 Y& J# B  }因為我們不是從第一點就取來作fft運算,故而在設ptfi時,它的值是取(2^N)再加上從第幾個cysle值所取的值
! X6 x. {( O- K" u如此一來才能夠取到足夠運算fft的值
- q% ^2 p4 i- G+ D
* z2 V+ M- v8 a# j  }另外,還有一點,x陣列的值要比ptfi的值大,或者等同於此值
如果你的x陣列內的值沒有到達ptfi,那MATLAB就會判斷出錯誤

. Q8 Z& z) Z- \! S如果對於要設的參數仍有問題
1 R& B* Q: ^) I我可以把我最原始的程式寄給你參考
( n: Y* |: I4 u$ F# N6 {- `
[ 本帖最後由 finster 於 2007-12-2 09:43 PM 編輯 ]

緣緣

謝謝finster的指導，我試著把你的方法帶入程式驗證，matlab仍然出現:
; N% f8 B" ?, b7 B2 `??? Error using ==> times
" S3 A# }+ M2 pMatrix dimensions must agree.

Error in ==> sndrtest at 26
0 e5 F9 O1 }9 F  Byb=kb.*x(ptst:ptfi);
7 }2 M2 M# H" E& {; \4 {那麼，就麻煩finster把你原始的程式寄給我參考，另外，可否附上hspice轉出來的digital code，我好方便作個比對。
∼感激不盡∼
: `$ i, I  U1 L+ E, N2 B# w. Hps.我的E-mail address我會以短消息傳給你，謝謝！

liuyj610

很有用啊，谢谢各位的指导，特别是finster太强了，对了，你能不能给我们多介绍一下关于整个ADC，DAC的设计流程与方法啊？
4 N* @+ ?  \+ Y# q$ T$ V2 p特别是仿真方法（从用matlab系统仿真到fft仿真分析。。。）

winnie22

請問一下
如果要在HSPICE模擬ADC的INL及DNL的流程及作法??
" i  Y2 k  r0 g* t4 U因為沒有MATLAB請問HPICE可以直接做嗎??

請各位做過ADC的高手幫忙回覆..

finster

基本上作ADC,DAC的模擬,還是以HSPICE為首選建議的模擬軟體
" f' c# |  d8 N/ X: n) p6 i至於用spectre,h-sim,matlab....等,均可對ADC,DAC作模擬
! ^$ T. Z% O' ?+ J5 D但,在業界,個人的建議是,還是要跑HSPICE會比較保險
至於INL,DNL,SFDR,SNR....等,基本上很難直接用HSPICE跑出來,因為有些計算式子在HSPICE中要撰寫出來很麻煩(用.measure指令來作計算),我曾經嘗試過,但最後不得不放棄,因為有些計算真的很麻煩,而且用MATLAB很快便可達到計算
7 V; l& t5 P4 v# X1 Y4 w: ~6 D一般都是把HSPICE模擬出來的數值帶到MATLAB中去作計算會比較簡易
3 S- W" b" k6 K% C& T4 j$ Q而如果沒有MATLAB,也可以用C來作數學運算,不過,印象中C沒有FFT的計算函式,所以,可能會需要一些額外的撰寫FFT運算程式才行

盧志良

請問一下:我想把hspice模擬出來的波形,放到matlab裡面做比較,請問要怎麼操作呢?
* I# x* K) w5 I                請各位了解的高手幫忙,謝謝.

緣緣

請問你是要將hspice模擬出來的波形，然後用Matlab叫出來比較呢？
0 }% f; L9 F9 p還是要將hspice模擬出來的數據，然後使用matlab做分析?

盧志良

目前我是要將hspice模擬出來的波形,然後用matlab叫出來做比較,請問這要怎麼弄呢?

盧志良

另外,也要將hspice模擬出來的數據,丟到matlab裡面做比較分析
2 ^/ v  f; r9 v2 P( ^' M4 d請各位高手幫忙,謝謝.

緣緣

志良你好：
如果你是要將hspice的波形用matlab叫出來比較，你可以去Matlab網站下載hspice toolbox來用，至於用法，我之前有在網路上搜尋到hspice toolbox的英文及簡體的說明檔，我另外自己也寫了一份繁體中文檔，我把他們全部置於附件中，供你參考，你看完說明檔後，應該就會用了，有問題再發問吧。
7 I: P7 R5 R! q5 }) j關於你的第二個問題，這說起來可能有點複雜，你可以看一下版面上我之前與版主及副版主的問與答內容，應該可以知道如何從hspice下指令得到所需的資料，matlab程式的寫法，可以去買有關matlab的書來看，到時有問題再發問了。希望對你有幫助。

[ 本帖最後由 緣緣 於 2008-4-28 05:48 PM 編輯 ]

盧志良

請問一下,第一個問題我看完附件後,第三個步驟還是不太懂,是要先把hspice的波形檔放到hspice toolbox裡面嗎?那在matlab裡要怎樣叫出波形檔呢?

緣緣

1.首先你跑完hspice會產生一個*.tr0的檔案。
3 N3 }( T$ m& W8 y- J0 Y2.然後開啟matlab軟體。
3.從matlab的工具列會有一行current directory設定你hspice *.tr0檔案的存放路徑，或是把檔案copy到你現在matlab工作的路徑。
0 G6 O( b6 t+ W1 H3 O# ^3 m4.在matlab的命令執行列執行X=loadsig('xxx.tr0')指令(說明檔裡面都有);  載入波形檔xxx.tr0到結構x中。
3 K- V! s. w$ U  f) J" u5.再執行說明檔中相關指令，即可看到你所想看的各點波形。

盧志良

請問結構x是什麼意思呢?

/ s' Y7 K. h* i7 d9 Oerror in hs_allocate_sf: unexpected values in block1 header
??? One or more output arguments not assigned during call to 'loadsig'.
這是怎樣的錯誤呢?

緣緣

首先x結構類似數學中的X函數，只是將loadsig('xxx.tr0')的指令指向X函數，你也可以用y,z....，此種寫法類似C語言的寫法。
第二個問題好像是你的電路輸出節點有重複或是你的*.tr0檔案有問題，這我就沒遇過了，你可能要自己查一下。