原创：Ultrasim用法（待续）

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简单写一下一般用法,有时间再整理一下,参考：cadence Ultrasim用户手册。

: b/ y9 W' B3 s9 h+ E  }3 H介绍
% k5 s0 a& `. V0 f$ ~0 ~2 x    ultrasim是cadence的fast spice晶体管级仿真器。采用模型简化、模型表格化、矩阵分割、事件驱动技术、多速率仿真等技术的ultrasim是传统spice的速度的10X－ 10000X,而精度仅仅相差1％－5%,容量提高到数十亿器件（传统spice仅为50k）。

用法1
3 X" Y) S1 q+ x" t$ V9 ~! E. v9 R& Gultrasim已经完全集成在cadence ADE（旧称artist）环境中,同spectre一样可以方便的调用,并提供图形界面的各个选项,具体可参考相关手册,本文重点讲述其命令行的方式使用。

. z0 k. B$ A2 c& u$ X用法2
3 m0 O0 s$ ~/ @7 L5 Y% K: }1。在终端输入:
$ I- t5 F, L$ l7 t1 U+ X            ultrasim xx.sp
: k0 n* B" B# m6 u  o2 r            ultrasim -spectre xx.scs
6 N: O! \- o2 D4 T2 T" X             ultrasim  -vlog xx.v
    以上分别表示仿真xx.sp文件（netlist是hspice格式）,xx.scs（netlist是spectre格式）,xx.v（netlist是verilog格式）
    其中的ultrasim命令可以换成64bit的ultrasim64（要有64bit机器硬件与64bit OS以及64bit ultrasim的支持）,64bit ultrasim可以访问超过4G的内存。
/ G. L+ ~8 Y, M- d2 B    还有一些其他选项,读者自己看吧

2。 ultrasim的仿真模式。 根据对精度和速度要求的不同,ultrasim分为6种不同的仿真模式,分别是digital fast/digital accurate/mixed singal/analog Multi rate/analog mode/spice mode,在option选项种分别称为df da ms amr a  s .
    6种模式：数字加速、数字精度、混合信号、模拟多比率、模拟、spice 在精度上不断提高,而在速度上逐渐降低。其中df/da模式适用于数字电路（数字逻辑电路、门电路、触发器、ROM、RAM等）仿真,不要把这两种模式用于模拟电路仿真。
6 }2 N) D% }. }    df采用线型化的模型,与da模式相比,速度得到提升,但以我的经验,效果并不明显。
. T/ C/ r- L# h    如果在option没有设置,默认是MS模式,兼顾精度与速度。
4 h( Z: y/ R4 x! C& O( c, o    AMR模式不能“本地化”(local)使用,就是说AMR模式只能用于整个电路而不能针对某一个模块使用,这点后面会有讲解。
: b1 j% M: |5 f    据我的经验,a模式通常是hspice的1.5∼3.5倍速率,s模式通常可能低于hspice的速度,但精度低于hspice,因此,s模式很少用到。

3 @& B5 i# P( |2 e3。option中,仿真模式的设置。如下,在xx.sp文件内容如下：
' d( _; Y' i! ^3 I" y
9 o# {6 h2 Z( h% b8 W; G3 P* test
* S* R# z$ J7 g" B***************************
- M7 ~6 o8 C" T" S3 l.usim_opt sim_mode=da xi1 xi2 #dff
9 j  _( O1 r' a3 [% A.usim_opt sim_mode=a xi5 #driver @pmos2
2 v/ @6 X# N: ^4 ^0 ]1 L.usim_opt wf_format=wdf
*******************
. a$ Z6 O4 g/ f.option post=1
; C3 u) C' b2 z, Y% Q.inc 'netlist'
.lib 'xx.lib' tt
9 R3 K4 h# v& `5 n" e& [
0 }5 D3 j5 l3 L/ Z: m" vvxx xx gnd 5
5 o5 n0 n/ c, c5 ?1 s8 H····
····

; R$ ]. O; H3 |% |$ ]  v.tran 1u 1m
.probe v(net*) depth=2
.probe v(xi1.mp5)
.end
& ^# o8 S6 \0 c4 q8 C0 \0 z6 A4 o
6 |; b& {5 V3 Y7 v8 V    解释下,大家就清楚了：与hspice相比,ultrasim增加 .usim_opt作为options,前面的3个option分别表示：把子电路xi1 xi2 和cell（名称为dff的所有子电路） dff 设置为da仿真模式; 把xi5、cell driver、model pmos2（用到模型名称为pmos2的的mos管）设置为a模式; 生成的波形文件格式wdf。
. ^4 x3 n, e) S2 n4 U$ k    倒数第二第三的probe分别表示：输出顶层和第二层以net开头的线网波形; 输出子电路xi1 下面的编号为mp5的mos管电流波形。
+ Z8 H% `$ ^& o+ A! I    上面提到AMR模式不能本地化,也就是不能以 .usim_opt sim_mode=amr xi55 #dffr 等用于子电路和cell。

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4。公差容忍度设置
    speed可以设置总的公差容忍度tol（tol也可以单独设置）,tol包括电压、电流等所有的公差容忍度之和。
+ g4 C6 W( U3 m1 f5 E    .usim_opt speed=2 设置tol=0.001,比较高的精度！
6 c0 w7 X" F" C2 b    .usim_opt speed=1 #vco 对vco cell使用0.0001的tol
    speed＝1,2,3,4,5,6,7,8对应的tol分别是0.0001 ,0.001,0.0025,0.005,0.02,0.02,0.04,0.07,精度以此降低。
7 M( }" l1 K/ \- I5 H: _/ }$ F3 }    通常,如果精度要求不是很高,可以采用默认设置,而无需设置这一项。
, L! E$ `( z+ ~7 q6 G    tol还与解矩阵方程的收敛性有关,然而,我还从来没有碰到ultrasim不收敛的时候！！
; I2 O, l+ H$ Y: j    再强调一点：精度设置的越高,相应的速度越低！

5 m& R! U+ C- C$ ^& H5.矩阵分割设置
    ultrasim把大的电路矩阵分割成小的矩阵,以加快仿真速度,但同时会损失一些精度。analog选项用来控制矩阵分割的大小。
    .usim_opt analog=2 xi9 设置xi9中电路analog＝2
    对这一选项,没有多大研究,通常我也采用默认的。
    以下是推荐的用法

analog = 0 Digital and memory circuits
analog = 1 Digital, memory, and mixed signal circuits (default)
analog = 2 Mixed signal, analog, and RF circuits
analog = 3 Analog and RF circuits
analog = 4 Mixed signal circuits (high sensitivity)

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3。关于波形文件格式的设置。
+ T5 j$ j" E" p% s    ultrasim支持以多种波形文件格式存储波形,主要有：psf sst2 fsdb wdf,默认的波形文件格式是psf（cadence的awd和新的wavescan都可以打开）。sst2是cadnce新的压缩波形文件格式,据称生成的波形文件最小,可以使用cadence的wavescan和simvision打开;fsdb是debussy开发的可以使用其nwave打开,生成的波形文件也比较小;wdf是sandwork开发的文件格式,感觉和fsdb的文件大小差不多,一般是hspice生产的.tr# 格式文件大小的1/3或更小 。 好像记得debussy和sandwork现在都被cadence的竞争对手synopsys收购了。其中sandwork的spice explorer（或称waveview analyzer）支持psf .tr#  fsdb wdf .dat(pspice) wdb 几乎所有主流的格式,功能十分强大,遗憾的是不支持sst2！现在被synopsys收购了,可能更不容易实现sst2的支持了。
    好了,根据自己使用的波形工具选择生成的波形文件类型吧。
    .usim_opt wf_format=wdf
2 y% ~# C! z, w    把输出波形生产wdf格式,如果有多条语句,那么讲同时生产不同的波形文件。


2 q& G8 H7 i$ {! r3 W  w- ~    其他波形选项:
    .usim_opt dump_step=100n 每100ns,把仿真的波形数据从内存写入磁盘
    .usim_opt wf_filter=0 不要虑掉任何波形数据（主要用于精度很高的电路）
    其他选项就不详述了