基於SPICE、SPECTRE與Fast-SPICE的電路及顯示麵闆快速仿真原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121325779

商品編碼：29722608277

商品基本信息，請以下列介紹為準
商品名稱：	基於SPICE、SPECTRE與Fast-SPICE的電路及顯示麵闆快速仿真原理
作者：	雷東
定價：	49.0
齣版社：	電子工業齣版社
齣版日期：
ISBN：	9787121325779
印次：
版次：	1
裝幀：	平裝-膠訂
開本：	16開

內容簡介

本書是基於作者多年的電路和顯示麵闆仿真設計經驗編寫而成的。本書詳細闡述瞭以SPICE為代錶的電路仿真器的發展過程，以及仿真原理和技術。全書共6章。第1章闡述瞭電路仿真器SPICE的發展曆程，及其在電路和麵闆仿真領域的應用情況。第2章分析並闡述瞭SPICE在進行電路仿真過程中所要經曆的流程，以及需要建立並求解的方程組，包括針對電路連接特性所建立的方程組，以及用於描述器件電學特性的模型方程組。第3章主要闡述瞭SPICE在進行電路的直流、交流或瞬態分析的時候，所采用的數值計算方法。第4章主要闡述瞭SPICE仿真的收斂性、精度和速度。第5章專門針對目前電路仿真領域發展比較快的Fast-SPICE的快速仿真原理進行瞭較為深入的介紹。第6章對目前常用的SPICE及SPECTRE電路仿真的語法進行瞭較為詳細的說明。本書適閤顯示麵闆設計及電路設計的相關從業人員閱讀，也可以作為微電子相關專業的學生或研究人員的學習參考書。

目錄

第1章 SPICE的發展及其在顯示麵闆設計中的應用1 1.1 SPICE的發展1 1.2 SPICE在顯示麵闆設計中的應用3 參考文獻7 第2章 電路的SPICE仿真流程與方程的建立8 2.1 電路的SPICE仿真流程8 2.2 節點分析法10 2.2.1 綫性電阻11 2.2.2 電容11 2.2.3 電感12 2.2.4 獨立的電流源12 2.3 改進的節點分析法15 2.3.1 獨立電壓源16 2.3.2 壓控電壓源（VCVS）17 2.3.3 壓控電流源（VCCS）18 2.3.4 流控電壓源（CCVS）19 2.3.5 流控電流源（CCCS）19 2.4 器件模型與模型方程20 2.4.1 綫性電阻21 2.4.2 電容22 2.4.3 電感23 2.4.4 獨立電流源24 2.4.5 獨立電壓源25 2.4.6 壓控電流源25 2.4.7 二極管26 2.4.8 場效應晶體管（MOSFET）32 2.4.9 薄膜晶體管（TFT）的SPICE模型38 參考文獻39 第3章 電路的SPICE分析41 3.1 直流（DC）分析41 3.1.1 綫性電路的直流分析42 3.1.2 非綫性電路的直流分析44 3.2 交流（AC）分析51 3.3 瞬態（Tran）分析52 3.3.1 歐拉法52 3.3.2 歐拉法的截斷誤差54 3.3.3 歐拉法的穩定性55 3.3.4 梯形法及其穩定性56 3.3.5 Gear法及其穩定性58 3.3.6 對儲能元件的分析59 參考文獻60 第4章 SPICE仿真的收斂性、精度、速度與Fast-SPICE61 4.1 SPICE仿真的收斂性61 4.1.1 直流仿真的收斂性62 4.1.2 交流仿真的收斂性70 4.1.3 瞬態仿真的收斂性70 4.2 SPICE仿真的精度73 4.2.1 直流仿真的精度73 4.2.2 交流仿真的精度75 4.2.3 瞬態仿真的精度75 4.3 SPICE仿真的速度與Fast-SPICE80 4.3.1 稀疏矩陣技術80 4.3.2 器件模型的處理82 4.3.3 計算方法84 4.3.4 快速仿真器Fast-SPICE86 參考文獻88 第5章 Fast-SPICE仿真原理89 5.1 電路分割（Circuit Partition）89 5.1.1 電路分割的原則89 5.1.2 對功率網絡的劃分90 5.1.3 對晶體管柵極連接點的劃分92 5.1.4 對理想電壓源的劃分92 5.2 Fast-SPICE中電路的層次仿真（Hierarchical Simulation）94 5.2.1 層次仿真的基本概念94 5.2.2 層次仿真中的節點98 5.2.3 層次仿真中電路的存儲方式98 5.2.4 等效阻抗分割法99 5.2.5 基於分割電路的層次仿真103 5.3 寄生RC網絡的壓縮118 參考文獻122 第6章 SPICE及SPECTRE電路仿真的語法123 6.1 SPICE及SPECTRE電路仿真網錶的結構123 6.2 控製語句127 6.2.1 電路初始條件控製128 6.2.2 選項設置（OPTIONS）128 6.3 器件（元件）及器件模型的SPICE語法129 6.3.1 電源129 6.3.2 器件140 6.3.3 器件模型150 6.4 參數與錶達式153 6.5 宏模型與子電路154 6.6 電路分析的SPICE語法156 6.7 仿真結果輸齣的SPICE語法158 參考文獻162

《現代電子係統仿真與優化：從基礎到前沿》 內容梗概： 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的現代電子係統仿真與優化技術體係。我們將從基礎的電路理論齣發，逐步剖析電子係統設計與驗證的核心環節，重點關注當前業界廣泛應用的仿真工具和方法論，並探討麵嚮高性能、低功耗和復雜係統的前沿技術。本書的獨特之處在於，它並非簡單羅列工具的使用手冊，而是著力於揭示仿真背後的科學原理、算法思想以及不同仿真方法的優勢與局限，幫助讀者構建紮實的理論基礎，培養獨立解決復雜仿真問題的能力，並能根據實際需求靈活選用和組閤最優的仿真策略。 第一部分：電子係統仿真的理論基石與方法論 本部分將奠定讀者在電子係統仿真領域所需的理論基礎，並梳理整個仿真流程的通用方法論。 第一章：電路理論與建模基礎 迴顧並深化綫性電路分析（KCL, KVL, Nodal Analysis, Mesh Analysis）和非綫性電路分析（Picard Iteration, Newton-Raphson Method）的核心概念。 重點講解各種電子元器件的物理模型，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管（BJT, MOSFET）等，從宏觀行為模型到微觀物理模型，以及它們在仿真中的數學錶示。 探討多端口網絡模型、傳遞函數、頻率響應等概念，以及它們在係統級分析中的應用。 引入狀態空間方程、傳遞函數方程等係統描述方式，為後續的動態係統仿真奠定基礎。 討論模型參數提取的意義與挑戰，以及如何根據實驗數據或器件手冊構建準確的模型。 第二章：數值分析方法在電路仿真中的應用 深入講解求解大規模綫性方程組的數值方法，包括高斯消元法、LU分解、迭代法（Jacobi, Gauss-Seidel）等，分析它們的收斂性和計算復雜度。 詳細闡述非綫性方程組的求解方法，特彆是Newton-Raphson算法的原理、收斂條件、收斂加速技巧以及在電路仿真中的具體實現。 介紹微分方程的數值解法，如歐拉法（顯式與隱式）、梯形法、龍格-庫塔法等，分析它們的時間步長選擇、精度與穩定性之間的權衡。 討論稀疏矩陣技術在提高大規模電路仿真效率中的作用。 第三章：仿真流程設計與驗證策略 梳理從規範定義、設計輸入、仿真建模、仿真運行到結果分析與驗證的完整仿真流程。 探討不同仿真類型（DC, AC, Transient, Noise, S-parameter等）的應用場景和目的。 強調仿真驗證的重要性，包括功能驗證、性能驗證、可靠性驗證以及與實際硬件的對比驗證。 介紹仿真環境的搭建與管理，版本控製，以及仿真結果的可視化與報告生成。 討論如何製定有效的測試用例和仿真激勵，以覆蓋盡可能多的工作場景和潛在故障。 第二部分：主流電路仿真引擎的原理與實踐 本部分將深入剖析業界領先的電路仿真引擎的內部工作機製，幫助讀者理解其核心算法和優化策略。 第四章：基於SPICE的經典仿真原理 詳細解析SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）的架構和基本原理。 深入探討SPICE的核心算法：圖論法（MNA - Modified Nodal Analysis）用於構建電路方程，以及Newton-Raphson法用於求解非綫性方程組。 分析SPICE如何處理不同類型的元器件模型，以及各種模型參數的含義。 介紹SPICE的瞬態分析（Transient Analysis）如何通過數值積分算法求解微分方程，以及其時間步長控製策略。 講解AC分析（AC Analysis）和DC工作點分析（DC Operating Point Analysis）的實現方式。 探討SPICE仿真的精度、速度和內存消耗等方麵的權衡。 介紹SPICE模型文件的格式及其編寫規則。 第五章：SPECTRE仿真引擎的先進特性與優化 介紹SPECTRE（Spectre Circuit Simulator）作為高端電路仿真器的獨特之處和技術優勢。 重點講解SPECTRE在求解速度和收斂性方麵的改進，如更先進的Newton-Raphson算法變種、預條件共軛梯度法等。 深入分析SPECTRE對復雜模型（如寄生參數、版圖效應）的建模能力，以及其對大規模電路的仿真支持。 探討SPECTRE在模擬混閤信號和射頻電路仿真方麵的優化，如高級求解器和收斂增強技術。 介紹SPECTRE與其他EDA工具（如版圖編輯器、寄生提取工具）的集成性。 討論SPECTRE在設計自動化（EDA）流程中的應用，以及其在IP驗證和芯片簽核中的作用。 第六章：Fast-SPICE仿真技術的原理與應用 闡述Fast-SPICE（快速SPICE）的概念及其誕生的背景——解決傳統SPICE仿真速度瓶頸的需求。 詳細介紹Fast-SPICE的幾種核心技術： 模型降階（Model Order Reduction, MOR）：如PEEC (Partial Element Equivalent Circuit), CEM (Conformal Electromagnetics Method) 等，如何簡化全波電磁模型或寄生參數模型，降低計算復雜度。 多精度求解器（Multi-precision Solvers）：如何根據電路的不同區域采用不同精度的數值求解算法，以達到效率和精度的平衡。 並行計算技術（Parallel Computing）：如何利用多核CPU、GPU等硬件資源，通過並行化算法來加速仿真。 機器學習/AI輔助仿真：探討如何利用AI技術進行模型預測、收斂預測、故障檢測等，進一步提升仿真效率。 分析Fast-SPICE在不同應用場景下的優勢，如高頻電路、射頻PCB、芯片封裝等。 探討Fast-SPICE在精度與速度之間的摺衷，以及如何選擇閤適的Fast-SPICE方法。 第三部分：麵嚮高性能與復雜係統的仿真挑戰與前沿 本部分將拓展視野，探討在現代電子設計中，如何應對更高性能、更低功耗以及日益復雜的係統集成所帶來的仿真挑戰。 第七章：混閤信號與射頻電路的仿真 深入分析混閤信號電路（ADC, DAC, PLL, SerDes等）的仿真特點和挑戰，如數字與模擬域的交互、時序分析、抖動分析等。 講解射頻（RF）電路仿真的特殊性，包括S參數分析、噪聲分析、失真分析（IP3, NF）、功率分析等。 介紹射頻電路中電磁效應（EM effects）的建模與仿真，如傳輸綫效應、耦閤效應、腔體效應等。 探討係統級仿真（System-level Simulation）在驗證混閤信號與射頻係統整體性能中的作用，以及如何與電路級仿真結閤。 第八章：低功耗設計與仿真 講解低功耗設計中的各種技術，如動態電壓頻率調整（DVFS）、時鍾門控、電源門控、亞閾值操作等。 分析這些低功耗技術對電路仿真提齣的新要求，如狀態空間爆炸、瞬態功耗分析、靜態功耗分析。 介紹功耗分析工具和方法，包括瞬態功耗建模、平均功耗估算、峰值功耗檢測。 探討如何進行跨電壓域和跨時鍾域的仿真，以及如何處理時鍾失真和電壓跌落對功耗的影響。 第九章：大規模集成電路（VLSI）與係統級仿真 探討大規模集成電路（VLSI）設計中的仿真需求，包括功能驗證、性能驗證、功耗驗證、版圖驗證（DRC, LVS）。 介紹門級仿真（Gate-level Simulation）、寄存器傳輸級（RTL）仿真以及它們與SPICE級仿真的區彆與聯係。 深入分析係統級建模語言（如SystemC, Verilog-AMS, VHDL-AMS）在構建抽象模型和進行係統級仿真中的作用。 講解硬件加速仿真（Hardware Acceleration）技術，如FPGA原型驗證，以及其在加速大型係統驗證方麵的優勢。 探討模型交換格式（如OpenModelica, SystemC etc.）在異構係統仿真中的作用。 第十章：機器學習與AI在電路仿真中的未來展望 探討機器學習（ML）和人工智能（AI）在電子係統仿真領域的潛在應用。 如：基於ML的模型壓縮與降階、AI驅動的仿真參數優化、AI輔助的故障預測與診斷、基於強化學習的仿真流程自動化等。 分析AI在加速大規模仿真、提高仿真精度、輔助設計決策等方麵的可能性。 展望未來仿真工具的發展趨勢，以及AI如何改變傳統的仿真範式。 結語： 本書期望通過對這些核心理論、工具原理和前沿技術的深入探討，賦能讀者成為一名優秀的電子係統設計和仿真工程師，能夠站在更高的視角，理解並駕馭現代電子係統仿真的復雜性，為開發高性能、高可靠性的電子産品貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事模擬電路設計的人員，我發現這本書在處理高級仿真技術方麵的深度是目前市麵上鮮有能及的。它並沒有止步於對通用仿真工具的簡單介紹，而是深入挖掘瞭底層算法的優化潛力。特彆是對一些非綫性元件的收斂性問題的探討，提供瞭非常具體且可驗證的解決方案。書中對不同仿真引擎在處理特定類型電路時的性能差異進行瞭細緻的橫嚮對比，這種比較性的分析對於選擇最閤適的工具鏈至關重要。我嘗試按照書中的步驟，對一個復雜的混閤信號模塊進行瞭重新仿真驗證，結果顯示計算時間有瞭顯著的縮短，模型的穩定性也得到瞭提升，這直接證明瞭書中理論的可行性和高效性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值體現在其對“快速”這一核心理念的貫徹上。在如今快速迭代的産品開發周期中，傳統的漫長仿真等待時間已成為瓶頸。作者巧妙地將理論數學與工程實踐巧妙地結閤起來，展示瞭如何通過智能化的模型降階和稀疏化處理，在保證足夠精度的前提下，將仿真時間壓縮到極緻。這種思維方式的轉變，對於習慣瞭保守、慢速仿真的傳統工程師來說，無疑是一次及時的“喚醒”。它引導讀者跳齣固有的思維定式，去主動探索性能提升的可能性。讀完後，我感覺自己對仿真效率的理解上瞭一個全新的颱階，不再滿足於僅僅跑齣結果，而是追求跑得更快、更智能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的知識體係構建得非常完整，它不僅僅是一本關於軟件操作的手冊，更是一部關於計算電學和數值方法的工具書。它的覆蓋麵很廣，從底層器件模型構建的細節，到大規模係統級的時域和頻域分析，都有涉及。作者在講解過程中，總是能預判到讀者可能産生的疑問，並在隨後的段落中給齣解答，這種前瞻性的寫作手法極大地提升瞭閱讀的連貫性。對於希望係統性提升自身仿真能力，並渴望瞭解商業級仿真工具“黑箱”內部工作機製的專業人士來說，這本書無疑是一個不可多得的寶藏。它提供的知識深度，足以支持讀者在未來的工作中進行更具創新性的仿真方法探索和開發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常吸引人，封麵采用瞭一種冷靜的藍色調，搭配清晰的字體排版，給人一種專業且可靠的印象。內頁紙張的質感也相當不錯，觸感平滑，即使用熒光筆做標記也不會滲透得太厲害。我特彆欣賞作者在章節結構上的安排，邏輯性很強，從基礎概念的梳理到高級應用的探討，層層遞進，即便是初學者也能較好地跟上節奏。書中的插圖和圖錶製作精良，每一個電路圖都標注得一絲不苟，理論模型的推導過程也清晰可見，大大降低瞭理解復雜概念的難度。整體來看，這本書在視覺呈現和內容組織上都體現瞭極高的水準，讓人在閱讀過程中感到非常舒適，願意花時間去細細品味每一個知識點。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的體驗，就像是置身於一個經驗豐富的老工程師的指導之下。作者的文筆流暢而不失嚴謹，他非常善於用直觀的語言去解釋那些原本晦澀難懂的仿真理論，避免瞭過多的教條式闡述。書中大量引用的案例都非常貼近實際工業應用，比如在處理大規模集成電路的瞬態分析時，作者給齣的優化策略極具實操價值。我尤其贊賞其中關於模型精度與計算效率之間權衡的討論，這對於實際工程項目中的時間管理至關重要。這本書不僅告訴你“怎麼做”，更重要的是解釋瞭“為什麼這樣做”，這種深層次的原理剖析，使得讀者在麵對新問題時，能夠舉一反三，而不是僅僅停留在套用公式的層麵。