請教hspice暫態分析的問題

君婷

以下是暫態分析的一段指令：
.tran 10n 100n

書上是寫求某段時域中電路的響應。
, |3 a% a3 g) D0 }' j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。
$ \9 |- d0 U3 r7 d: _3 E/ a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?
" B$ X! N1 Z1 i( S
假設我的hspice檔內容如下：
vin  a gnd! pwl(0n 0v,5n 0v,5.2n 5v,5.7n 5v,5.9n 0v)
$ h& P2 O& d6 ?) ]; Y0 t, s.tran 0.1n 10n
6 F' {7 z. K/ ].option post
% |* N7 N, G6 z% Q6 e6 b.end
----------------------------------------------------
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。
9 d: g( Q  k1 S8 \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?
-----------------------
) D" H; V4 d3 A" \7 M' A/ L3 }- ?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。
' J/ c) v% J: H  p+ n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。
) |5 c8 T+ S. T9 U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?
5 W1 B( P9 }" u4 \-----------------------
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
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^^
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^^
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?
/ ]" e, y1 S: v# U' b; z8 n4 a" f
# R7 [/ }2 {( L0 H% d-->yes

Oo海闊天空oO

.tran 0.1n 10n
6 @* j) V7 J  ~/ x下這行指令時...
, x7 I/ J/ M$ i: T6 e5 y3 D代表暫態分析會從0s~10ns進行掃描...
- E! }/ Q+ q$ T8 V: H* z並且從0s到10ns中..每經過0.1ns紀錄一次...
; g! q2 N+ k) G' T3 Z所以傯共會紀錄101點..
最後下.option post的指令..
- ~9 |5 R. q7 W0 o  Z+ m) }# L& c是把紀錄的點作連線的動作...
3 t9 G" w: C% N. B因此才可以在awave中看到曲線..
) U- L5 }' G8 T- e6 H1 {# X# e8 ?
(通常用PC版的HSPICE..程式會自動幫你載入這一個指令..
* O0 s0 O( y/ f4 w0 C% o: o/ u; y( r  若用工作站..一定要記得下這行指令....)
; [5 ^# t' N& T
另外關於第二個問題...
# i  j* d3 }3 W. N# G  }如果輸入點沒有延遲..紀錄點是否可以隨便設??
! [1 `0 c. t' t% Y! k: q以一個Inverter為例子....
; \. P! x+ F( o5 L  |8 d輸入訊號給訂一個方波...
- K; K8 d% E( N( L: v; p* V上升和下降都沒有延遲...
. ?& q4 r6 W) h" c  l4 C. D但是Inverter本身就是一個RC...
所以會在輸出部份產生延遲...
) G  B& s$ h. Q& n; i0 e% o! Z這時候..取點就很重要了...
如果取的點數太少...許多細微的變化可能看不出來..
) B- w4 P  t1 A, A. ?' E) H5 m我想速度方面應該還好...
" c9 D- C" N3 Q. M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
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 ?
# Z- P% Z0 o3 t$ ]
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。
2、電路中對delay較要求時，如clk signal。
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
1 m; V- P" f  y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
; `- o. [* C" x6 x再者,我們要看其buffer的fan-out能力被降低了多少
5 W7 O1 `7 R  g/ w6 t( U* ?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
6 @, M0 L( c( H# _( Q5 W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
% Q, o) J/ M0 w2 f/ ~6 B4 y+ ~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?
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
/ J  ~  U, S1 J% U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
8 G: `/ S! l& l& v+ g1 n' s
同時也謝謝m851055   的說明 ^^

[ 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

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
9 N1 ^% I$ v( r; e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

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
& g  S5 t/ o5 Z4 l, u+ C& [  R8 a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
! A- u) z. B6 Y" K% W

原帖由 君婷 於 2007-9-6 08:11 AM 發表
4 \. B' g* A  i4 ?7 I* f副版
4 ?& }% I6 d$ l4 U' f# K) f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?
( y4 w" h5 J; x2 V+ c- S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
0 h2 i5 W3 _# C  r- N9 U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~
謝謝各位大大