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电子工程师的生存工具电路仿真软件
发布日期:2024-09-29 08:21     点击次数:102

现在的电子工程师现已早脱离了在纸上画电路,元器件的年代了。不管是做射频的,仍是搞单片机的,谁的电脑中不装上一堆EDA东西。如果有一天,这些软件都消失了,电子工程师还能存活几天?EDA常用软件EDA东西层出不穷,现在进入我国并具有广泛影响的EDA软件有:EWB、PSPICE、OrCAD、PCAD、Protel、ViewLogic、 Mentor、Graphics、Synopsys、LSIlogic、Cadence、MicroSim等等。按首要功用或首要运用场合,可分为电路规划与仿真东西、PCB规划软件、IC规划软件、PLD规划东西及其它EDA软件。电子电路规划与仿真东西电子电路规划与仿真东西包括SPICE/PSPICE;EWB;Matlab;SystemView;MMICAD等。下面简略介绍前三个软件。(1)SPICE:由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,现在用得较多的是PSPICE6.2,在同类产品中是功用最为健旺的模仿和数字电路混合仿真 EDA软件,它可以进行林林总总的电路仿真、煽动树立、温度与噪声分析、模仿控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内一同闪现模仿与数字的仿真作用。不管对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真作用,并可以自行树立元器件及元器件库。(2)EWB软件:20世纪90年代初推出的电路仿真软件。相关于其它EDA软件,它是较细巧的软件(只需16M)。但它对模数电路的混合仿真功用却十分健旺,几乎100%地仿真出实在电路的作用,并且它在桌面上供应了万用表、示波器、信号发生器、扫频仪、逻辑分析仪、数字信号发生器、逻辑转换器和电压表、电流表等仪器仪表。它的界面直观,易学易用。它的许多功用模仿了SPICE的规划,但分析功用比PSPICE稍少一些。(3)文字MATLAB产品族它们的一大特性是有许多的面向具体运用的东西箱和仿真块,包括了无缺的函数集用来对图像信号处理、控制系统规划、神经网络等特别运用进行分析和规划。它具有数据搜集、陈说生成和MATLAB言语编程发生独立C/C++代码等功用。PCB规划软件PCB(Printed—Circuit Board)规划软件品种许多,如Protel;OrCAD;Viewlogic;PowerPCB; Cadence PSD;MentorGraphices的Expedition PCB;Zuken CadStart;Winboard/Windraft/Ivex-SPICE;PCB Studio; TANGO等等。其间Protel是个无缺的全方位电路规划系统,包括了电原理图制造、模仿电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板规划(包括印刷电路板自动布局布线),可编程逻辑器件规划、图表生成、电路表格生成、支撑宏操作等功用,并具有Client/Server(客户/服务器系统结构,一同还兼容一些其它规划软件的文件格局,如ORCAD、PSPICE、EXCEL等。IC规划软件IC规划东西许多,其间按商场所占比例排行为Cadence、Mentor Graphics和Synopsys。(1)规划输入东西:像Cadence的composer,viewlogic的viewdraw,硬件描绘言语VHDL、Verilog HDL是首要规划言语,许多规划输入东西都支撑HDL。其他像Active—HDL和其它的规划输入方法,包括原理和状态机输入方法,规划 FPGA/CPLD的东西大都可作为IC规划的输入方法,如Xilinx、Altera等公司供应的开发东西,Modelsim FPGA等。(2)规划仿真作业:EDA东西的一个最大利益是可以验证规划是否正确,几乎每个公司的EDA 产品都有仿真东西。Verilog—XL、NC—verilog用于Verilog仿真,Leapfrog 用于VHDL仿真,Analog Artist用于模仿电路仿真。Viewlogic的仿真器有:viewsim门级电路仿真器,speedwaveVHDL仿真器,VCS— verilog仿真器。Mentor Graphics有其子公司Model Tech 出品的VHDL和Verilog双仿真器:Model Sim。Cadence、Synopsys用的是VSS(VHDL仿真器)。现在的趋势是各大EDA公司都逐渐用HDL仿真器作为电路验证的东西。(3)概括东西概括东西可以把HDL变成门级网表。这方面Synopsys东西占有较大的优势,它的Design Compile是作概括的工业标准,它还有其他一个产品叫Behavior Compiler,可以供应更高档的概括。其他最近美国又出了一家软件叫Ambit,说是比Synopsys的软件更有用,可以概括50万门的电路,速度更快。今年初Ambit被Cadence公司收买,为此Cadence扔掉了它原本的概括软件Synergy。跟着FPGA规划的规划越来越大,各EDA 公司又开发了用于FPGA规划的概括软件,比较有名的有:Synopsys的FPGA Express,Cadence的Synplity,Mentor的Leonardo,这三家的FPGA概括软件占了商场的绝大部分。(4)布局和布线在IC规划的布局布线东西中,Cadence软件是比较强的,它有许多产品,用于标准单元、门阵列已可结束交互布线。最有名的是Cadence spectra,它原本是用于PCB布线的,后来Cadence把它用来作IC的布线。其首要东西有:Cell3,Silicon Ensemble—标准单元布线器;Gate Ensemble—门阵列布线器;Design Planner—布局东西。其它各EDA软件开发公司也供应各自的布局布线东西。(5)物理验证东西物理验证东西包括地图规划东西、地图验证东西、地图提取东西等等。这方面Cadence也是很强的,其Dracula、Virtuso、Vampire等物理东西有许多的运用者。(6)模仿电路仿真器前面讲的仿真器首要是针对数字电路的,关于模仿电路的仿真东西,广泛运用SPICE,这是仅有的选择。只不过是选择不同公司的 SPICE,像MiceoSim的PSPICE、Meta Soft的HSPICE等等。HSPICE现在被Avanti公司收买了。在许多的SPICE中,最好最准的当数HSPICE,作为IC规划,它的模型最多,仿真的精度也最高。PLD规划东西PLD(Programmable Logic Device)是一种由用户根据需要而自行结构逻辑功用的数字集成电路。现在首要有两大类型:CPLD(Complex PLD)和FPGA(Field Programmable Gate Array)。它们的根柢规划方法是借助于EDA软件, 芯片采购平台用原理图、状态机、布尔表达式、硬件描绘言语等方法,生成相应的方针文件,最后用编程器或下载电缆,由方针器件结束。出产PLD的厂家许多,但最有代表性的PLD厂家为ALTERA、Xilinx和Lattice公司。PLD的开发东西一般由器件出产厂家供应,但跟着器件规划的不断增加,软件的凌乱性也随之跋涉,现在由专门的软件公司与器件出产厂家协作,推出功用健旺的规划软件。PLD(可编程逻辑器件)是一种可以彻底代替74系列及GAL、PLA的新式电路,只需有数字电路基础,会运用计算机,就可以进行PLD的开发。PLD的在线编程才谐和健旺的开发软件,使工程师可以在几天,甚至几分钟内就可结束以往几周才调结束的作业,并可将数百万门的凌乱规划集成在一颗芯片内。PLD技术在发达国家已成为电子工程师必备的技术。PLD出产及开发东西(1)ALTERA 20世纪90年代往后翻开很快。首要产品有:MAX3000/7000、FELX6K/10K、APEX20K、ACEX1K、Stratix等。其开发东西—MAX+PLUS II是较成功的PLD开发渠道,最新又推出了Quartus II开发软件。Altera公司供应较多方法的规划输入方法,绑定第三方VHDL概括东西,如:概括软件FPGA Express、Leonard Spectrum,仿真软件ModelSim。(2)XILINX FPGA的发明者。产品品种较全,首要有;XC9500/4000、Coolrunner(XPLA3)、Spartan、Vertex等系列,其最大的 Vertex—II Pro器件已达到800万门。开发软件为Foundation和ISE。一般来说,在欧洲用Xilinx的人多,在***和亚太区域用ALTERA的人多,在美国则是相提并论。全球PLD/FPGA产品60%以上是由Altera和Xilinx供应的。可以讲Altera和Xilinx一同选择了PLD 技术的翻开方向。(3)Lattice—Vantis Lattice是ISP(In—System Programmability)技术的发明者,ISP技术极大地促进了PLD产品的翻开,与ALTERA和XILINX比较,其开发东西比Altera 和Xilinx略逊一筹。中小规划PLD比较有特征,大规划PLD的竞争力还不行强(Lattice没有根据查找表技术的大规划FPGA),1999年推出可编程模仿器件,1999年收买Vantis(原AMD子公司),成为第三大可编程逻辑器件供应商。2001年12月收买Agere公司(原 Lucent微电子部)的FPGA部分。首要产品有ispLSI2000/5000/8000,MACH4/5。(4)ACTEL 反熔丝(一次性烧写)PLD的领导得,因为反熔丝PLD抗辐射、耐高低温、功耗低、速度快,所以在军品和宇航级上有较大优势。ALTERA和XILINX则一般不进入军品和宇航级商场。(5)Quicklogic专业PLD/FPGA公司,以一次性反熔丝工艺为主,在我国区域销售量不大。(6)Lucent 首要特点是有不少用于通讯范畴的专用IP核,但PLD/FPGA不是Lucent的首要业务,在我国区域运用的人很少。(7)ATMEL 中小规划PLD做得不错。ATMEL也做了一些与Altera和Xilinx兼容的片子,但在质量上与原厂家仍是有一些间隔,在高可*性产品中运用较少,多用在低端产品上。(8)Clear Logic 出产与一些出名PLD/FPGA大公司兼容的芯片,这种芯片可将用户的规划一次性固化,不行编程,批量出产时的本钱较低。(9)WSI 出产PSD(单片机可编程外围芯片)产品。这是一种特其他PLD,如最新的PSD8xx、PSD9xx集成了PLD、EPROM、Flash,并支撑ISP(在线编程),集成度高,首要用于协作单片机作业。其它EDA软件(1)VHDL言语超高速集成电路硬件描绘言语(VHSIC Hardware DeseriptionLanguagt,简称VHDL),是IEEE的一项标准规划言语。它源于美国国防部提出的超高速集成电路(Very High Speed Integrated Circuit,简称VHSIC)计划,是ASIC规划和PLD规划的一种首要输入东西。(2)Veriolg HDL 是Verilog公司推出的硬件描绘言语,在ASIC规划方面与VHDL言语相提并论。(3)其它EDA软件如专门用于微波电路规划和电力载波东西、PCB制造和工艺流程控制等范畴的东西,在此就不作介绍了。saber软件简介,我首要运用于开关电源的仿真。Saber是混合信号、混合技术规划与验证东西,在电力电子、数模混合仿真、轿车电子及机电一体化范畴得到广泛运用。Saber软件在技术、理论及新产品开发方面坚持明显优势,其许多的器件模型、先进的仿真技术和精确的建模东西为客户供应了全面的系统解决计划,在并在技术方面不断地完善立异。Saber的建模东西运用广泛,有可用于电源、机电、磁、热、负载等各种建模东西。Saber也有一同的规划与验证方法:“自顶向下”(Top-Down Design)规划与“自下而上”(Bottom-Up)仿真验证方法。在作了建模方法演示、混合技术规划方法演示、线缆规划(从电气规划到线缆出产)流程演示后,Johnson演示了单缺陷方法仿真调试;要害参数与非要害参数的多缺陷方法仿真调试,闪现了Saber仿真器Testify的健旺功用。Saber的典型事例是航空器范畴的系统规划,其整个规划进程包括了机械技术、电子技术、液压技术、燃油系统、文娱系统、雷达无线技术等凌乱的混合技术规划与仿真。从航空器、轮船、轿车到消费电子、电源规划都可以通过Saber来结束。在开关电源规划中,如果有变压器,saber仿真是最好的,变压器模型比较全。saber仿真现在首要问题就是没有教材。不方便学习。