СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №9/2015

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 62 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2015 SimOne – отечественный симулятор электронных схем В статье описаны возможности современного пакета моделирования электронных схем SimOne. Отмечены особенности алгоритмов моделирования, показана эффективность алгоритмов на примере моделирования схем большой размерности. Александр Прикота (Санкт-Петербург), Сергей Сорокин (Москва) В настоящее время моделирова- ние электронных схем стало неотъ- емлемой частью процесса разработки радиоэлектронной аппаратуры. Про- граммы-симуляторы входят в состав всех современных систем схемотех- нического проектирования и являют- ся незаменимыми помощниками инже- неров-электронщиков. О СНОВНЫЕ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ И ИХ ВОЗМОЖНОСТИ Сейчас в мире существует несколь- ко десятков компаний, занимающих- ся разработкой систем моделирования электронных схем (см. табл. 1). Лидера- ми на рынке являются американские компании – Synopsys, Cadence, Mentor Graphics. Их программные решения позволя- ют производить моделирование ана- логовых, цифровых и аналого-циф- ровых схем. Все эти программы, исключение составляют симуляторы схем ВЧ/СВЧ, берут своё начало от первого и наи- более известного симулятора элек- тронных схем SPICE. SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emp- hasis) был разработан в исследователь- ской лаборатории Калифорнийского университета (Беркли, США) в нача- ле 70-х годов. Этот симулятор, обладая высокой точностью и достоверностью моделирования, позволял проводить расчёт широкого класса аналоговых, цифровых и цифроаналоговых элек- трических схем. Заложенные в нём функциональные возможности ста- ли стандартом де-факто в моделиро- вании электронных схем. Это относит- ся, в частности, к таким аспектам, как: ● модели электронных компонентов (транзисторы, диоды, конденсаторы, резисторы, функциональные источ- ники и т.п.); ● типы анализа схем: – расчёт по постоянному току; – малосигнальный анализ; – расчёт переходных процессов; – расчёт нелинейных искажений; ● численные алгоритмы: – методы численного интегриро- вания систем дифференциаль- ных уравнений: трапеций, Гира и Эйлера; – метод Ньютона-Рафсона для реше- ния систем нелинейных алгебраи- ческих уравнений; – LU-разложение матрицы при реше- нии системы линейных алгебраи- ческих уравнений; – алгоритмы управления точностью вычислений (RELTOL, ABSTOL, VNTOL, PIVREL, PIVTOL и про- чие). Все современные симуляторы элек- тронных схем поддерживают стан- дарты классического SPICE, дополняя и развивая их для соответствия нуждам современной радиоэлектронной про- мышленности. В ОЗМОЖНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПАКЕТА МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ Компанией «ЭРЕМЕКС» с 2008 года разрабатывается и совершенствуется собственная программа моделирова- ния электронных схем – SimOne. SimOne – это современный высо- коэффективный SPICE-совместимый пакет схемотехнического моделиро- вания. Он поддерживает SPICE-модели электронных компонентов, предостав- ляет основные типы анализа схем, при- меняемых в SPICE, а также использует как классические алгоритмы SPICE- моделирования, так и оригинальные численные методы. Пакет SimOne включает в себя (см. рис.): ● библиотеку моделей схемных ком- понентов; ● иерархический схемотехнический редактор; ● текстовый редактор-транслятор схем, представленных в виде SPICE- описания; ● графический модуль визуализации результатов моделирования; ● постпроцессор. Библиотека моделей компонен- тов содержит в себе как встроенные SPICE-модели компонентов (SPICE- примитивы), так и обширную (более Таблица 1. Наиболее известные системы моделирования различных типов электронных схем Фирма Продукты Моделирование интегральных схем Synopsys (США) HSPICE, CustomSim, FineSim Cadence Design Systems, Inc (США) Virtuoso Spectre Mentor Graphics (США) ELDO, AFS-Platform Silvaco (США) SmartSPICE Моделирование электронных схем общего назначения Synopsys (США) HSPICE Cadence Design Systems, Inc (США) PSPICE AD Mentor Graphics (США) HyperLynx Analog National Instruments (США) MultiSim Spectrum Software (США) MicroCap Linear Technology (США) LTSPICE (бесплатно) Texas Instruments (США) Tina-Ti (бесплатно) Моделирование схем ВЧ/СВЧ Keysight EEsof (США) ADS National Instruments (США) Microwave Office CST (Германия) CST MICROWAVE STUDIO