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Was ist SPICE?

SPICE ist eine Open-Source-Software, mit der die Betriebsbedingungen von analogen Schaltkreisen simuliert werden.
Es steht für „Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis".

Geschichte von SPICE

Es wurde 1973 von der University of California in Berkeley entwickelt und hat seitdem einige Änderungen erfahren, wie weiter unten in der Tabelle gezeigt.
Die erste Version, SPICE1, wurde in FORTRAN codiert.
Der bekannteste SPICE-Simulator basiert auf SPICE2G.6 und ist in C geschrieben.

 

Jahr SPICE-Version Sprache
1973 SPICE FORTRAN
1975 SPICE 2 FORTRAN
1981 SPICE 2G.6 FORTRAN
1985 SPICE 3 C

FORTRAN ist eine prozedurale Programmiersprache für den wissenschaftlichen Bereich.
Sie erleichtert parallele Rechenoperationen, um schnellere Verarbeitungszeiten zu erreichen.
Damals wurden Programme auf großen Computeranlagen ausgeführt (Großrechner).

Was kannst du mit SPICE machen?

Im vorherigen Abschnitt wurde SPICE als Simulator für analoge elektronische Schaltkreise beschrieben. Genauer gesagt ist es ein allgemeines Programm zur Schaltkreissimulation, das eine lineare AC-Analyse, eine transiente nichtlineare Analyse und eine nichtlineare DC-Analyse bietet.
Die Analyse wird durch das Lösen von theoretischen und experimentellen Gleichungskombinationen (Gerätemodell) durchgeführt, die das Verhalten von Elementen basierend auf den Kirkhoff-Gesetzen zu Strom und Spannung darstellen und eine modifizierte Knotenpunktanalyse verwenden.

Gerätemodell

Analytischer Ausdruck, der basierend auf theoretischen und experimentellen Studien entwickelt wurde.
・Die Elemente weiter unten können simuliert werden.
  • Passive Komponenten (d. h. Widerstände, Kondensatoren, Induktoren)
  • Aktive Geräte (z. B. Dioden, bipolare Transistoren, MOSFETs)
  • Übertragungsleitungen
  • Stromquellen
・Die folgenden Analysemethoden sind möglich.
  • Transient
  • DC
  • AC – kleines Signal
  • Geräusch

Vor SPICE wurde das IC-Design manuell ausgeführt.
Der Wechsel zum elektronischen Schaltkreis nach der Einführung von Computern zusammen mit einer größeren Anzahl von Elementen, die dank des Technologiefortschritts in ICs integriert werden können, bilden die Grundlage für SPICE.
PSpice® von Cadence Design Systems ist der erste Simulator, der auf einem PC ausgeführt werden kann, sodass kein Großrechner mehr notwendig ist.

Obwohl die ursprüngliche Verwendung als Simulator für elektronische Schaltkreise gedacht war, ist SPICE nun ein wirkungsvolles Tool für die Platinenauslegung, das elektrische Signale überträgt und analoge Elemente unter Verwendung von CPU-Verfahren in Hochgeschwindigkeit erfordert.

  • Elektronische Platinenauslegung (PSpice)
  • PCB-Design/Validierung (IBIS)