請教hspice暫態分析的問題

君婷

以下是暫態分析的一段指令：
) w* q: v' w) I; N2 `! }, M$ h.tran 10n 100n
( }, d9 }# a, ]
* w) r, ^- ]5 b5 L% `書上是寫求某段時域中電路的響應。
而此段指令解釋為 從0到100ns進行暫態分析 ，並且每10ns 記錄一次。
小妹想請教一下 關於每多少ns記錄一次，這個到底是什麼意思? 還有記錄的時間設大 與設小  在輸出波形 圖中有何差異阿?
2 f( e0 y6 t% p; [" C
" O3 N5 w1 l, _1 R  u" L' `4 ~假設我的hspice檔內容如下：
6 U8 [7 G: J+ h# X2 y& ]. `vin  a gnd! pwl(0n 0v,5n 0v,5.2n 5v,5.7n 5v,5.9n 0v)
0 f' Y: W9 c5 I+ ~; D. W.tran 0.1n 10n
.option post
! }' U6 v5 y6 _.end
& u% W' H9 s6 I- K% [----------------------------------------------------
6 _% b: P) z7 v/ \& a+ ~- G; P$ r0 Z我的輸入電壓vin 它的rise及fall時間皆設0.2ns的延遲時間，然後我暫態分析設每0.1ns記錄一次。
4 Z/ i6 U+ {! f1 w( f7 K我想問，我每多少秒記錄一次的時間 若比輸入訊號的rise及fall延遲時間還長的話，是不是就無法作暫態分析?或是看輸出波形時，
輸入訊號的rise及fall延遲時間 在輸出波形中不會有延遲?
) T( \! {" r5 M4 @-----------------------
1 l: _" l; X& v" {9 u, b小妹個人的看法是理想上，輸出訊號波形應該與輸入訊號波形相同並且沒有任何時間點發生delay。
除非輸入訊號本身有delay ，輸出波形 理應與輸入波形一樣 並且也有delay。
即然如此...  那我hspice檔中設輸入訊號rise及fall延遲時間為0.2ns 則輸出波形中rise及fall延遲時間也應為0.2ns 。
所以為了正確的分析輸出波形，我暫態分析指令中 應該以<0.2ns 的時間 每次記錄一次，這樣輸出波形才有0.2ns的延遲時間!
而如果設>0.2ns 記錄一次 ，則輸出波形中 將不會有這0.2ns的延遲時間 出現吧?
: Q* h3 T. k# D- S! W: i+ _: Q3 e-----------------------
$ i8 H+ j0 A5 M% H- S請問小妹 對於暫態分析指令中 ，對於每多少ns記錄一次的 觀念及用法是否正確? 輸入訊號有延遲 ，則暫態分析 每次記錄的時間需小於這延遲的時間 才測的到?     麻煩先進們 糾正 和指教 謝謝唷^^

m851055

觀念正確
6 m* r8 d0 P" k8 x$ T$ k& v9 b一般紀錄次數越多越好，當然速度會變慢，就看各人需求了，在業界模擬大都在us等級，很少用到ns等級，因為device的反應速度問題....以後你就知道了。

君婷

謝謝大大的回答^^
, W5 _: `+ p8 @5 b( X/ y至於記錄次數越多 速度會越慢是不是指跑hspice時會跑較久而已? 還有最後一個問題是如果輸入訊號波形皆沒延遲，則暫態分析 記錄次數多寡 就與輸入訊號無關吧 是嗎^^
' q1 ^8 M# |0 u' l( \請大大提供意見 謝謝

m851055

至於記錄次數越多 速度會越慢是不是指跑hspice時會跑較久而已?

2 C) Q5 @4 {! D-->yes

Oo海闊天空oO

.tran 0.1n 10n
下這行指令時...
( G/ X0 u0 ]% c% l# x* i代表暫態分析會從0s~10ns進行掃描...
! q0 W% q/ i% ^4 m0 ?/ O並且從0s到10ns中..每經過0.1ns紀錄一次...
所以傯共會紀錄101點..
最後下.option post的指令..
; H* d; p  r& f/ N$ d是把紀錄的點作連線的動作...
, H1 ?1 Z8 G( m  E4 f  z因此才可以在awave中看到曲線..

(通常用PC版的HSPICE..程式會自動幫你載入這一個指令..
( l/ @8 K- c* e# l( y" R  若用工作站..一定要記得下這行指令....)
; E6 |) L. @, h6 C
7 Y8 `$ T8 Z  ?, U/ o" E另外關於第二個問題...
7 H! Z1 l2 [6 d$ L7 x; c如果輸入點沒有延遲..紀錄點是否可以隨便設??
' K# p9 s6 O+ b, F以一個Inverter為例子....
- K3 ], w: h; I9 H輸入訊號給訂一個方波...
9 \9 S: |9 C  s% T& ^+ \2 t上升和下降都沒有延遲...
0 Z5 Y( l9 Y- B但是Inverter本身就是一個RC...
所以會在輸出部份產生延遲...
! b2 a3 W- D) a6 K2 o3 e0 Y這時候..取點就很重要了...
- n- p  U8 O# S, k如果取的點數太少...許多細微的變化可能看不出來..
我想速度方面應該還好...
, l$ L! Q* X' X很多老師都會說..HSPICE跑個一個星期都算很正常...
因此..我想.取千分之ㄧ點以上應該也還是可以接受的範圍

君婷

小妹還想另外請教：『何時才需要測量輸出delay 時間』
小妹在post-sim中利用pwl指令輸入一脈波到反相器，其中脈波的rise、fall 時間故意設0.5ns 給輸入訊號有所延遲。然後量測輸入電壓在1/2 vdd時 直到輸出電壓到1/2 vdd時的這段延遲時間，其結果 fall的延遲時間為：3.0579E-11   rise為：6.6442E-11
9 q; _- y+ ~- X, }1 O4 l- a) D從輸出的rsie、fall的延遲時間比 輸入訊號延遲時間0.5ns還小 ，這樣算是理想我們正想要的吧?
如果量測的輸出延遲時間還比輸入訊號還長，就可能是跑post-sim前 畫layout佈局時 畫的不是很好而造成延遲時間很長吧?

還有我們什麼情況下才會想要跑spice來測輸出是否delay ?
# `2 _+ I  P; [
麻煩先進們 指教和糾正  謝謝喔

m851055

1、當你的操作信號pulse width很小的時候，就要考量。
% c" n9 u# g  S4 g* g) X2、電路中對delay較要求時，如clk signal。
( o8 E- z/ |" [! ?3、其他的留給別人補充。

finster

對類比電路設計者而言,要量測delay通常都會在clock信號,或者一般正常的傳送信號均需要去量測其delay
- M: _( `1 Q5 q& k而要看其pos-sim的delay時間,最主要的原因乃在要看layout的寄生效應對電路的影響有多大
再者,我們要看其buffer的fan-out能力被降低了多少
而對一個類比電路設計者而言,我們在看pos-sim的結果時,並不是單單看在某一個電壓,某一個溫度下的delay時間,而是要有製程的五種變化搭配電源電壓10%變化及溫度的高低變化的各種組合,然後各種情況均要在規格之內才可,不然就要改元件的W,L值
) H. p' m4 L$ W& x另外,一般我們在設輸入信號時,rise time和fall time大概都是0.5ns和0.5ns,當然也可以更長或者更短,而這個條件是要看整個系統的情況來決定
) U/ n, k. l7 j7 R. ~* r% z0 i而至於你量測delay的條件並沒有問題,也就是輸出信號的正端的1/2 VDD到輸入信號的正端的1/2 VDD為一個delay time,通常,這個delay時間若大於輸入信號半個週期的話,就會相當危險,需要加大其W,縮小其L

君婷

副版
您的意思是指pri-sim時通常就會量測每個clock輸出delay時間，然後跑pex莘取寄生電路後再從post-sim看實際寄生效應輸出是否影響很大?
0 \3 `* b9 S1 L+ X3 s- i! f3 F像您說通常輸入信號大約設0.5ns左右 ，但測出的delay時間最大允許的誤差可以大到超過0.5ns且小於輸入信號半個週期 那麼大的範圍嗎
因為我覺得如果delay時間允許誤差的上限越大 可能輸出波形會越明顯的失真吧^^
還有請問類比電路的輸入訊號通常用多少伏測式?一方面我不知電壓源上限可設多大，所以我都vdd設5v 而輸入信號也5v

: Z" n4 a/ V6 p* i: I* n& H( S1 h同時也謝謝m851055   的說明 ^^
3 ~9 }; U/ k' j
[ 本帖最後由 君婷 於 2007-9-6 08:18 AM 編輯 ]

yoyo20701

嗯~~講的真好~~本來不知道的問題~現在都知道囉~多謝大大無私

finster

不好意思,因為前陣子工作在忙,故而較少上來論壇,所以也沒留意到妳的問題
0 l9 Z0 \9 {/ {* T) _4 j# V3 z
通常,我們在作的delay並不會拖到大於輸入信號半個週期,因為那表示這個delay是非常危險的情況和設計,但,有一種情況會比較特殊些
那就是應用在高速電路中,如high speed serial link電路,假設有2Ghz的clock,那它的一個週期則為0.5ns,試想一下,一個週期就只有0.5ns,那一個反相器的delay time要小到多少才不會影響到信號的傳輸,所以,這是高速電路應用中所遇到的困難
一般在應用中,我們的clock並不會非常地高(大於1GHz),所以也就沒有這個問題,但如果是手機或者微波電路,那這個問題就會很麻煩

6 D5 J1 S5 d/ D. R; D# S/ U6 D+ A另外,delay time的應用上,通常是用在digital circuit中,因為clock tree的緣故,所以時常需要用到delay cell來讓chip內部的clock timing能夠符合到spec.,所以,只要能夠達到delay,後面再加一級較強的buffer即可

最後,電壓源的上限是要看製程而定
如0.35um,其電壓源的上限就是3.3V,若是0.25um,因為內部有兩組電壓,所以就有2.5V和3.3V
所以,不同的製程就有不同的電壓源上限



2 U# L5 c+ P  q" C/ w8 ^

原帖由 君婷 於 2007-9-6 08:11 AM 發表
副版
2 f2 q2 l3 u& p/ v& _您的意思是指pri-sim時通常就會量測每個clock輸出delay時間，然後跑pex莘取寄生電路後再從post-sim看實際寄生效應輸出是否影響很大?
像您說通常輸入信號大約設0.5ns左右 ，但測出的delay時間最大允許的誤差可 ...

ming0906

Hi~各位大大
: z: D- `4 u6 B8 v- Q我是HSPICE新手~最近老師要我們寫一個4-bit DAC，不知如何著手，網路上是否有可參考的範本資料~
5 w: W( B4 M% B1 F0 H' s' G謝謝各位大大