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。

介绍
" O9 [, j! ?/ A' w$ I7 `. V  c    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）。
. o' n4 R: ^1 S
用法1
ultrasim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。
! [1 T/ B. H, y" v% ]$ s$ U# W
用法2
1 |4 S. o* K) p1。在终端输入:
1 J- ]; `/ j2 m5 ~( R' T+ Y            ultrasim xx.sp
            ultrasim -spectre xx.scs
! p# _4 j3 R% _$ o             ultrasim  -vlog xx.v
  }# P* Y  |1 p4 |7 w! n    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。
$ v+ n' t. n+ i/ }+ @+ i- {- N    还有一些其他选项,读者自己看吧
7 h! z. `1 G9 {, g8 k
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。
! w9 @: b% z6 H+ D$ v    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。
    如果在option没有设置,默认是MS模式,兼顾精度与速度。
( Q+ G, e8 a, Q6 k* I    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。
# v9 N) r1 w0 K' y5 S    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。option中,仿真模式的设置。如下,在xx.sp文件内容如下：

* test
' h/ c. C! |5 Q- V: P% H; J***************************
.usim_opt sim_mode=da xi1 xi2 #dff
.usim_opt sim_mode=a xi5 #driver @pmos2
" o: T1 }4 w) q$ |.usim_opt wf_format=wdf
*******************
.option post=1
' t' x9 Z, e/ P' E* L6 n9 C% _.inc 'netlist'
.lib 'xx.lib' tt

0 C: |2 r, V* \( |( `5 @vxx xx gnd 5
····
····
/ P: N: H+ i+ y* B
0 ~: E8 k- O( j# p) r.tran 1u 1m
.probe v(net*) depth=2
.probe v(xi1.mp5)
.end
1 l! N! G' y1 `; J6 M
    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。
    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。
    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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3。关于波形文件格式的设置。
    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。
2 |. Y6 ?8 G9 _    .usim_opt wf_format=wdf
    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。

3 h  q; P, U9 M5 L' ]
- }% K' g6 a5 Q% \+ b" @    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
7 N, h9 s; p, R    .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

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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。
5 A, o. f2 ?; z$ q' \  H    .usim_opt speed=2 设置tol=0.001,比较高的精度！
8 C/ v$ L' @& F1 o7 F. j    .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。
    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。
    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！！
6 h; p4 Y% F) {, I  O  p% @2 W2 x    再强调一点：精度设置的越高,相应的速度越低！
2 j: |! U! ~- f: r8 ~4 x6 ~
5.矩阵分割设置
9 ?" A! V. f: j    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。
3 z; x% T; ~0 }8 e" Q( G9 ]; b, a8 v    .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
1 G/ |9 Q$ v4 ^
analog = 0 Digital and memory circuits
/ ~: X, ^0 o  d! ^4 x, v* Vanalog = 1 Digital, memory, and mixed signal circuits (default)
: I) \7 U2 g2 F; [3 Qanalog = 2 Mixed signal, analog, and RF circuits
8 |: L4 K! `& c  ^( l& D& H* @analog = 3 Analog and RF circuits
2 \; q* Z0 `, G9 M3 s' ?analog = 4 Mixed signal circuits (high sensitivity)