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

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
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
$ @8 w7 d( w. q# N! X& }' `+ z
7 M* J! E& A. E8 s5 N至於另外個問題,我的回答是,對的
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
) L* |0 O4 Z$ l$ H( L2 m. T  C) h緣緣網友應該是在作over-sampling的ADC 跟Finster作的架構不太一樣
video 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
至少我模擬起來也是這樣
5 {/ O1 `5 @; V) i# Z6 i: I# F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
& X7 c. q# ^2 P$ D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。
) s/ i- G) V+ \$ S8 U) j, ~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。
: C& @: }) P; r7 b& Y; m在此，根據finster的指導，我會再試試，有什麼新問題，再向你請教。
" B2 m5 z9 o: f2 C1 a' Q( l; }1 D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。   
8 q8 a: [3 @6 ~. g∼謝謝！∼

緣緣

請問finster副版主:
% [" g! q) a2 A" C我依照你提供的程式，修改成我的規格後，程式修改如下：
6 T2 G, B% [3 @* C+ v% --------------The number of FFT -------------
1 D- r$ D6 j. A. {, Nfin=5;% *KHz
% w+ c& R6 \& O2 a' ]0 A$ Gfs=5120; % *KHz
cycle=1; % cycle = 2^N ; N = 0~5
; ?& n* t1 V2 e& ^$ JM=round(cycle*fs/fin);
: u- o  c5 v$ I( j( k: h4 q& P% --------------Load the binary code -------------
& |; W9 X# r7 h) Sload sdm_out.txt -ascii
) N0 ?( J6 v& T! E: _# t- pstart = 1;
2 a+ I+ @- W, d+ b6 C4 y4 q9 N7 {7 I: sstep  = 1;
%ADC
' o: T; A0 ], i3 c! I; @x=sdm_out(start:step:M);
% --------------Using minimum 4-term Blackman-harris Windows -------------
+ E" X/ e" r: A2 }ptst = 1;
ptfi = M;
pts = M;
nb=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));
2 Y' ?1 L' z; H1 W- O% l, Cwin_gain=sum(kb)/pts;
1 @" j( V' V& J+ W" n; g: P" S3 Okb=kb/win_gain;
# J4 c2 Y- ?/ a. [( M  y6 |  ]; W8 z% --------------- Calculated fft --------------------------
yb=kb.*x(ptsttfi);
; S7 g6 E; h( m2 _# }6 Yyk=fft(yb);
fft_no=length(yk);
3 _: B& s1 P: N# J* {4 X/ k5 _f=fs*(0:fft_no-1)/fft_no;
Pyy=yk.*conj(yk)/((fft_no/2)^2);
! ^+ e: l5 o7 x( ^6 ^- ]  z3 V$ G, v% ---------- Calculate THD ----------------------------
j=1;
for i=1:1fft_no/2)
    if (f(i) == (fi*j))  
, ?+ m: T( p- S4 Y2 _5 |        HD(j)=Pyy(i);     %% find all harmonic distortion components
9 ^% z3 K5 p; p" ]% i; }2 w0 ^' j" Y        j=j+1;
    end
end
P_hd=sum(HD(2:9));
2 d7 g0 k& |, m- q9 KTHD =10*log10(P_hd/HD(1));  %% HD(1) is fundamental signal;
fprintf('THD = %g dB\n',THD);
; e! O! ^! x7 }" D6 ^: B% ---------- Calculate SNR ----------------------------
fundamen_dB=max(10*log10(Pyy(1:fft_no/2)));
fundamen_no=find(10*log10(Pyy(1:fft_no/2))==fundamen_dB);
: f8 q; x0 I  Q0 ^span=max(round(fft_no/200),5);
P_sig=sum(Pyy(fundamen_no-span:fundamen_no+span));
3 |5 r* U3 L! i" B4 z0 S# M8 _: JP_noise=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig-P_hd;
P_noise_hd=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig;
% `' J0 k2 @( N) T0 ?( YSNR=10*log10(P_sig/P_noise);
SNDR=10*log10(P_sig/P_noise_hd);
5 l8 p5 N5 p- nfprintf('SNR = %g dB\n',SNR);
fprintf('SNDR = %g dB\n',SNDR);

: I( a6 J* ~5 C+ [" U9 \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
5 r( |, t( j* `3 N! [/ B* wMatrix dimensions must agree.

8 T$ j! I2 d3 n. Q. w& DError in ==> sndrtest at 21
yb=kb.*x(ptsttfi);
- d, N( y  x  ]7 D) q
! }- m0 q2 S# Q$ C3 [5 R! W- Q因x函數是我自行定義的，可否幫我看看要如何修改？
7 p0 ^2 |9 @, B1 I( z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？
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。
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 p. K, y, A% F' C& t4 k/ E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
( x) O" T* F" t. q9 R+ J) M$ O那就是你設ptst和ptfi是同一個值是不對的
ptst是計算fft開始的值
而ptfi則是計算fft的range,如8~519,total則為512點
故而你在執行MATLAB程式時就會出現錯誤
3 ^6 I( k! v/ \0 C9 S. K0 F' n5 `
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
& _* U6 v9 a$ m0 u% f# d# B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

最後,計算noise有好幾種定義方式
& d1 u9 G8 j0 z+ u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
4 J* ~) w/ G1 X6 J4 x& i% v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？
$ v! H- D% e& k: n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。
' x" L4 l. B( W) {5 O. @- x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？
謝謝！

finster

我想,你可能有點誤解了我的意思了
我列出我當初寫ptst和ptfi的式子關係式
0 A+ Y% O- i5 {- c' R0 \- |, U+ Nptst=2^3;          % calculated fft of start point
9 p% }2 T) N8 V2 K# V6 o0 k4 lpts=2^9;           % calculated fft of end point
ptfi=ptst+pts-1;   % calculated fft range: 8 ~ 519, total: 512 point
6 H3 P% F2 O2 T* S$ c- U# w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
' Y' P, R3 _5 T& `6 g5 J如此一來才能夠取到足夠運算fft的值
3 n: i; E" n& p6 T+ @# P3 p
1 c4 _( M- U# z$ w" v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

' Z  K( Y( N' M5 R5 f, G4 ^, C5 u如果對於要設的參數仍有問題
我可以把我最原始的程式寄給你參考

[ 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:
??? Error using ==> times
$ ?6 H$ N2 r( L# \5 q9 wMatrix dimensions must agree.
' P  v" F6 \1 e* L. h8 _
Error in ==> sndrtest at 26
yb=kb.*x(ptst:ptfi);
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。
4 g7 B$ J5 g5 j" u/ k, Q∼感激不盡∼
( e4 V/ t* D+ e& L' c7 P0 w) ^ps.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？
$ }1 R' X" s! `- `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??
( v9 T; i4 K5 z" _& @因為沒有MATLAB請問HPICE可以直接做嗎??

! Y& E8 k. W* R! a& {, c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
4 G5 p/ T, I6 R5 F至於用spectre,h-sim,matlab....等,均可對ADC,DAC作模擬
/ W6 V6 N6 o% z  t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
5 P4 q, U& V+ F1 n: _2 S) 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
6 c+ {$ A6 z; _, M; A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?
+ D$ R6 c# v& |$ q1 J                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？
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
請各位高手幫忙,謝謝.

緣緣

志良你好：
5 C! i5 t& N5 l. _0 |" r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。
* @: u% j( y) |* X; R, o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。
2.然後開啟matlab軟體。
" ^' n) s# a* G0 r4 Q& ~2 {2 p8 \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。
4.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。
5.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?

error in hs_allocate_sf: unexpected values in block1 header
??? One or more output arguments not assigned during call to 'loadsig'.
9 Y/ ?. t. K; ~5 Y, e* k* G8 d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。
' D0 c) d! f8 q' P1 ^; M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。