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定义
电路仿真是一个利用各种软件算法创建并分析电子电路模型的过程，这些算法用于预测和验证电路的行为与性能。由于电子电路（尤其是集成电路（IC））的制造成本高昂且耗时，因此在制造前使用电路仿真器来验证电路的行为与性能，不仅速度更快，而且更具成本效益。
电路仿真器种类繁多，可满足精度与性能/容量范围内的各种需求。在该范围的一端是模拟仿真器，它们通过精确的电子电路模型进行仿真。这类仿真器精度高，通常用于模拟小型电路。与之相对的是数字仿真器，它们采用电子电路的功能模型进行仿真，通常使用硬件描述语言（HDL ）进行描述。这类仿真器具有最高的性能和容量，但精度相对较低。数字仿真器通常用于模拟非常大的电路。
电路仿真类型
电路仿真主要分为三种基本类型：模拟仿真、数字仿真和混合模式仿真。
模拟电路仿真利用电子电路的高精度模型（即表示形式）来实现高精度。这些模型包括电路中各种电子器件的非线性、线性以及更简单的基于表格的表示形式。模拟仿真可以在不同的模式下运行，包括交流（频域）、直流（非线性静态）和瞬态（时域）。 所有模拟仿真器均采用算法，对电子电路在这些不同模式下的行为进行数学分析。它们都具有通过求解矩阵来预测电子电路性能的共同特征。信号以连续变化的数值形式传播。
模拟电路仿真器主要有两种类型：SPICE 和FastSPICE 。SPICE 仿真器利用电子器件的高精度非线性与线性模型来分析电路的行为。SPICE 仿真器则采用多种不同的积分方法（如正向欧拉法、逆向欧拉法和牛顿-拉夫森法），以及矩阵分解技术，来计算整个电路（即数学表示）在目标仿真周期内每个时间点的响应。
相比之下，FastSPICE 仿真器采用更简单的电子器件表格模型来分析电路行为。它们运用复杂的算法来降低电路的复杂度，并根据各种标准对电路进行划分，从而本质上创建了一个更简单、更模块化的电路表示。随后，在感兴趣的仿真时段内的特定时间点，对该表示进行选择性评估，这一过程极大地提升了仿真的性能和容量。FastSPICE 仿真器提供了多种仿真调节参数，有助于在仿真精度与性能之间取得平衡。
数字电路仿真采用的是电子电路的简化模型。这些模型通常通过HDL 创建。在数字仿真中，并非传播连续变化的信号，而是传播几个离散的电压电平（主要是逻辑0和逻辑1）。这些信号的传播方法在逻辑电平通过电路时的传播延迟方面具有不同程度的精度。与模拟仿真相比，这种仿真方法可以在更短的时间内、使用更少的计算资源，对规模更大的电路进行仿真。
混合模式电路仿真将模拟和数字仿真方法相结合。电路被划分为两个部分，以针对电路的每个部分提供适当详细程度的分析。模拟仿真器（SPICE 和FastSPICE ）用于模拟分析，而数字仿真器则用于数字分析。与纯模拟仿真相比，这种仿真方法能够在更短的时间内、使用更少的计算资源，对规模更大的电路进行仿真。
| 仿真类型 | 主要特性 | 典型的用例 | 精度 | 性能 / 容量 |
| Analog (SPICE) | 详细的非线性模型 | 小型模拟/射频电路，信号保真度 | 非常高 | 低 |
| FastSPICE | 简化模型、模块化分析 | SRAM、定制数字芯片、DRAM | 中 | 中等至高 |
| 数字 | HDL、逻辑电平（0/1） | 系统级芯片（SoC）、处理器、逻辑验证 | 较低 | 非常高 |
| 混合模式 | 融合了模拟与数字技术 | AMS 设计、混合信号 SoC | 平衡的 | 平衡的 |
电路仿真带来的优势
电路仿真对电子电路的行为提供了至关重要的视角。鉴于制造电子电路（尤其是集成电路）所需的成本和时间，在制造之前通过电路仿真对电路的行为和性能进行验证要实际得多。
验证的具体领域包括：
- 内存性能。存储器器件的读写访问时间和延迟，是通过对存储器内部位单元（bit cell）以及读写路径进行模拟电路仿真来确定的。
- 数字仿真整体精度。数字电路仿真器对逻辑电平1和逻辑电平0的电压传播进行建模。模拟电路仿真则用于确定电路在这些电压级别之间转换所需的时间。这构成了数字电路仿真器整体精度的基础。
- 噪声与串扰。 基于对模拟电路仿真中这些寄生效应的详细电路级分析，开发出用于噪声与串扰的高级模型。
- 高频与高功率电路优化。此类电路必须经过详细的连续时间分析，以确定其行为和性能标准。模拟电路仿真可提供这些重要的分析。
通过数字电路仿真，可以验证复杂数字电路（如核心处理器和 AI 加速器）的整体性能和行为。
电路仿真与新思科技
新思科技提供一系列适用于各种用例 和电路类型的模拟及数字电路仿真解决方案。
模拟仿真工具包括：
- PrimeSim Continuum：新思科技 SPICE 及FastSPICE 仿真器的统一工作流
- PrimeSim HSPICE： SPICE 仿真中的黄金标准标准
- PrimeSim XA：一款面向SRAM 及定制数字设计的行业级领先的 FastSPICE 仿真器
- PrimeSimSPICE ：面向模拟、射频和SerDes 设计的SPICE 仿真器，具有业界卓越性能
- PrimeSim Pro：面向DRAM和闪存设计的行业级领先的 FastSPICE 仿真器
- PrimeSim Custom Fault：面向全芯片功能安全、测试覆盖率分析及硅片失效分析的高性能模拟故障仿真器
- PrimeWave 设计环境：全新架构的设计环境，提供全面的分析功能、增强的生产力以及更便捷的操作体验
数字仿真工具包括：
- VCS®: 业界性能领先的数字仿真器
- 测试平台 质量保证:功能认证体系
- VC Replay™：基于RTL仿真数据的早期功耗分析
- Z01X Functional Safety Assurance：用于符合 IEC 61508 和 ISO 26262 标准的高速故障仿真解决方案
- SaberRD 以及 SaberESD：多领域仿真、原型设计和线束设计
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