微电子及集成电路技术发展日新月异,离不开 EDA 电子电路仿真软件的支持。每天不知有多少电路设计及验证者,使用着各种电路仿真软件工具。俗话说,工欲善其事必先利其器,如何挑选合适的电路仿真软件工具是决定工作效率的一个关键。对于市场上各类电路仿真软件工具,工程师至少要做到知己知彼,什么样的电路仿真软件工具适合什么样的电路设计?各种电路仿真软件工具的优点及不足?本文为大家整理了常用的几款电路仿真软件工具,并对这些电路仿真软件工具的优缺点做了简单比较。
一、Cadence
Cadence 公司是老牌的 EDA 工具提供商,采用 Cadence 的软件、硬件和半导体 IP,用户能更快速向市场交付产品。Cadence 公司创新的”系统设计实现” (SDE)战略,将帮助客户开发出更具差异化的产品——小到芯片大至系统——涵盖移动设备、消费电子、云数据中心、汽车、航空、物联网、工业应用以及其他细分市场。
其电路仿真软件 Cadence® Sigrity™ 2018 版本包含了最新的 3D 解决方案,帮助 PCB 设计团队缩短设计周期的同时实现设计成本和性能的最优化。 独有的 3D 设计及分析环境,完美集成了 Sigrity 工具与 Cadence Allegro®技术,较之于当前市场上依赖于第三方建模工具的产品,Sigrity™ 2018 版本可提供效率更高、出错率更低的解决方案,大幅度缩短设计周期的同时、降低设计失误风险。 此外,全新的 3D Workbench 解决方案弥补了机械和电气领域之间的隔阂,产品开发团队自此能够实现跨多板信号的快速精准分析。
Sigrity 2018 最新版可帮助设计人员全面了解其系统,并将设计及分析扩展应用到影响高速互连优化的方方面面:不仅包括封装和电路板,还包括连接器和电缆领域。集成的 3D 设计及分析环境使 PCB 设计团队能够在 Sigrity 工具中实现 PCB 和 IC 封装高速互连的优化,然后在 Allegro PCB、Allegro Package Designer 或 Allegro SiP Layout 中自动执行已优化的 PCB 和 IC 封装互连,无需进行重新绘制。而直至今日,优化结果导回设计软件的流程始终是一项容易出错、需要仔细验证的手动工作。通过自动化该流程,Sigrity 2018 最新版能够降低设计出错风险,免去设计人员花费数小时重新绘制和重新编辑工作的时间,更能避免在原型送到实验室之后才发现错误而浪费掉数天的时间。这不仅大大减少了原型迭代次数,更通过避免设计返工和设计延期而为设计项目节省大量的资金。
Cadence 的电路仿真软件的一个小缺点是,操作较为复杂,比较适合复杂板的开发。
二、Altium Designer
Altium Designer 是原 Protel 软件开发商 Altium 公司推出的一体化的电子产品开发系统,主要运行在 Windows 操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB 绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合,为设计者提供了全新的设计解决方案,使设计者可以轻松进行设计,熟练使用这一软件使电路设计的质量和效率大大提高。
Altium Designer 除了全面继承包括 Protel 99SE、Protel DXP 在内的先前一系列版本的功能和优点外,还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面,全面集成了 FPGA 设计功能和 SOPC 设计实现功能,从而允许工程设计人员能将系统设计中的 FPGA 与 PCB 设计及嵌入式设计集成在一起。 由于 Altium Designer 在继承先前 Protel 软件功能的基础上,综合了 FPGA 设计和嵌入式系统软件设计功能,Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。
目前最高版本为:Altium Designer 21。
Altium Designer 的缺点是对复杂板的设计不及 Cadence。
三、Proteus
Proteus 软件是英国 Lab Center Electronics 公司出版的 EDA 工具软件,支持电路图设计、PCB 布线和电路仿真。Proteus 支持单片机应用系统的仿真和调试,使软硬件设计在制作 PCB 板前能够得到快速验证,不仅节省成本,还缩短了单片机应用的开发周期。Proteus 是单片机工程师必须掌握的工具之一。
Proteus 软件分为 ARES 和 ISIS 模块,ARES 用来制作 PCB,ISIS 用来绘制电路图和进行电路仿真。
Proteus 的缺点是,对电路的数据计算方面不足。
四、 Multisim
Multisim 是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以 Windows 为基础的电路仿真软件工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面,Multisim 是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器,无论界面的外观还是内在的功能,都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类,强大而复杂的功能,对数据的计算方面极其准确。在电子竞赛的学生中拥有广泛 的粉丝,尤其是模拟电路时,用得最多的电路仿真软件就是 Multisim。同时,Multisim 不仅支持 mcu,还支持汇编语言和 C 语言为单片机注入程序,并有与之配套的制版软件 NI Ultiboard10,可以从电路设计到制板 layout 一条龙服务。
Multisim 的缺点是,软件过于庞大,对 MCU 的支持不足,制板等附加功能比不上其他的专门的软件。
五、LTspice
LTspiceIV 是一款高性能 Spice III 仿真器、电路图捕获和波形观测器,并为简化开关稳压器的仿真提供了改进和模型。我们对 Spice 所做的改进使得开关稳压器的仿真速度极快,较之标准的 Spice 仿真器有了大幅度的提高,从而令用户只需区区几分钟便可完成大多数开关稳压器的波形观测。这里可下载的内容包括用于 80% 的凌力尔特开关稳压器的 Spice 和 Macro Model,200 多种运算放大器模型以及电阻器、晶体管和 MOSFET 模型。
在电路图仿真过程中,其自带的模型往往不能满足需求,而大的芯片供应商都会提供免费的 SPICE 模型或者 PSpice 模型供下载,LTspice 可以把这些模型导入 LTSPICE 中进行仿真。甚至一些厂商已经开始提供 LTspice 模型,直接支持 LTspice 的仿真。这是其免费 SPICE 电路仿真软件 LTspice/SwitcherCADIII 所做的一次重大更新。这也是 LTspice 电路图仿真软件在欧洲,美国和澳大利亚,中国广为流传的根本原因。
六、ElectronicWorkbench
ElectronicWorkbench 是一款电子电路仿真软件,可以进行各种电路工作演示,模拟各种电子电路,缩放显示的波形。ElectronicWorkbench 是一款经典小巧,好用的模拟数字电路仿真软件。
有了 ElectronicWorkbench,你不用购买昂贵的全套电子仪器,这里有:函数发生器、频谱仪、示波器、数字万用表…,只要先画好电路,连好电路与仪器的接线,设置好各仪器的参数,设好电源电压,接通电源即可。
它可以进行各种电路工作演示,可模拟各种电子电路,可以缩放显示的波形,可仿真数字电路、模拟(线性)电路及数字电路与模拟(线性)混合电路的工作点,如:波形、频率、周期、有效值等。
七、Matlab 电路仿真软件包 Simulink
Simulink 是 MATLAB 中的一种可视化电路仿真软件, 是一种基于 MATLAB 的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。使用 MatlabSimulink 的好处是:其数据处理十分有效、精细,运行速度较快;其数据的格式兼容性十分好,便于数据的后处理与分析,尤其是控制特性的研究分析。
Matlab 的缺点在于 Matlab 是对理想模型的仿真,不能考虑非理性状态下的情况。
八、TINA-TI
TINA 是一款易于使用但功能强大的电路仿真软件,基于 SPICE 引擎。其研发者是欧洲 DesignSoft Kft.公司,大约流行四十多个国家,并有二十余种不同语言的版本,其中包括中文版,大约含有两万多个分立或集成电路元器件。
TINA-TI 是由 DesignSoft 专为德州仪器 (TI) 而准备的。 TINA-TI 提供了 SPICE 的所有传统直流、瞬态和频率域分析以及更多。TINA 具有广泛的后处理功能,允许用户按照希望的方式设置结果的格式。虚拟仪器允许选择输入波形、探针电路节点电压和波形。
TINA 的原理图捕捉非常直观 – 真正的”快速入门”。
对于用户来说,Tina 的界面简单直观,元器件不算多,但是分类很好,而且 TI 公司的元器件最齐全,当在 Multisim 找不到对应的器件时,就会用到 Tina 来仿真。
Tina-TI 的缺点是,功能相对较少,对 TI 公司之外的元器件支持较少。
九、Infineon Designer
Infineon Designer 兼具模拟和数字电路仿真软件功能,是一款在线工具,可实现在线仿真,设计产品原型。
Infineon Designer 也是基于 DesignSoft TINA 产品。利用 Infineon Designer,工程师只需一个浏览器,便能为特定应用找到相匹配的器件。整个仿真过程直观、快速,无需安装任何软件或购买许可证。
主要涵盖产品级、应用级和系统仿真三个方面,包括基于参数搜索的产品查找器、应用方案查找器以及系统仿真工具。支持 16 个产品查找器,适用于 7000 多款英飞凌产品。
免费简单易用是这类在线仿真工具的优点,缺点是功能不够强大,支持的器件有限。
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不错,学习了