基于SPICE的電路仿真系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著計算機性能的不斷提高和數(shù)值計算方法的發(fā)展,電路的計算機輔助設計與分析技術已得到越來越廣泛的應用。電路仿真技術在電子領域占有很重要的地位,它可以取代許多繁瑣的人工分析,減輕勞動強度,提高分析和設計能力,也避免了因為解析法在近似處理中帶來的較大誤差。電路仿真系統(tǒng)不僅能進行一些基本的電路特性分析,并將仿真結果以波形圖或文本的方式直觀地反映出來,還可以對元器件的參數(shù)進行統(tǒng)計,對電路進行優(yōu)化仿真設計。SPICE是由美國加州Berkeley大學

2、開發(fā)的最為普遍的電路級模擬程序。SPICE可對電路進行非線性直流分析、非線性瞬態(tài)分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件等。本課題將基于SPICE的基礎上,通過分析和總結前人的研究成果,提出了一種新穎的采用SPICE結合FDTD,且融合網(wǎng)絡分布式并行技術的算法,有效提高了電路分析的運行速度和仿真效率,并設計和實現(xiàn)了一套電路仿真系統(tǒng)。本文的主要工

3、作主要包括以下幾個方面：首先,論文分析了國內外電路仿真系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景,介紹了電路仿真技術的理論知識,包括基本的電路仿真方法,SPICE仿真程序和時域有限差分算法等。其次,本文在SPICE仿真程序的基礎上,提出了仿真頻變互連線網(wǎng)絡的方法。該方法的思想是基于互連線多端口等效電路模型,巧妙地將互連線與其他電路單元的仿真過程進行分離,并使得每部分互連線的仿真彼此相互獨立,以便借助多核計算機或是分布式計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)并行計算。在每個時間步內,