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Simulation de circuits



introduction

Electroniccircuitsimulation (anglais: Electroniccircuitsimulation ), se réfère à l'utilisation de modèles mathématiques pour vérifier la réalité des circuits électroniques. La méthode d'ingénierie de simulation de comportement.

Thesimulationsystemcansimulatethefunctionalbehaviorofthecircuitwithouttheneedtobuildtheactualcircuit (thisprocessmaybecumbersomeandexpensive), soitisaverypracticaltool.Asthesimulationsystemsimulatestherealsituationmoreandmorerealistically, manyuniversitiesandresearchinstitutionswillusesuchtoolstoassisttheteachingofelectronicengineering.Sinceelectroniccircuitsimulationsystemsgenerallyhavebettergraphicalinterfaces, theycanoftenmakeusersfeelimmersive.Forbeginners, theycananalyze, synthétiser organizeandevaluatewhattheyhavelearnedwiththehelpofsimulationsoftware.

Beforeconstructingtheactualcircuit, simulationandverificationofthedesigncangreatlyimprovethedesignefficiency.Thisisbecausethedesignercanobserveandstudythebehaviorofthecircuitinadvancebeforeconstructingthecircuit, withouthavingtopaytimeandeconomiccostsforthephysicalrealizationofthecircuit.Especiallyforintegratedcircuits, thecostofelectronicprocessessuchasphotomasksrequiredtophysicallyimplementcircuitsisexpensive, andthehighcomplexityofintegratedcircuitsisdifficulttoachieveonbreadboards, anditisdifficulttostudythebehaviorofcircuitsusingtraditionalmethods.Therefore, almostallintegratedcircuitdesignsrelymoreonsimulation.ThemostfamousanalogsimulationisSPICE, andthemostfamousdigitalcircuitsimulatorsarebasedonVerilogorVHDL.

Someelectronicsimulationsystemsintegrateschematiceditors, simulationengines, andwaveformdisplayfunctions, sothatuserscaneasilyobservethereal-timestateofcircuitbehavior.Usually, thesimulationsystemwillalsoincludeextendedmodelsandelectroniccomponentlibraries.Themodelsmainlyincludetransistormodelsdedicatedtointegratedcircuits, suchasBSIM; andthecomponentlibrarywillprovidemanycommoncomponents, suchasresistors, des condensateurs, des transformateurs, des inductivecomponents, etdes-definedmodels (suchascontrolledcurrentsourcesandvoltagesources) .Inaddition, somemodelsinVerilog-AorVHDL-AMScanbeprovided) .Printedcircuitboarddesignalsorequiresspecialmodels, suchastransmissionlinemodelsandIBISmodelsforlinerouting.

Taper

Bien qu'il existe des simulateurs de circuits électroniques à signaux analogiques stricts, la plupart des simulateurs comprennent à la fois des simulateurs analogiques pilotés par événements. Ils sont souvent appelés simulateurs à mode mixte.

Le simulateur de mode mixte fournit ces algorithmes pilotés par les événements et prend en charge les données non numériques. Par exemple, des nombres réels et des entiers peuvent être utilisés pour simuler les fonctions d'un processeur de signal numérique ou d'un filtre d'échantillonnage de données.

La simulation en mode mixte est divisée en trois niveaux suivants :

  1. Simulateur logique numérique utilisant des éléments numériques originaux et des modèles de synchronisation

  2. Utilisation du modèle de sous-circuit de la topologie réelle des transistors du circuit intégré

  3. Utilisation d'expressions logiques et algébriques

Intheanalysisofthetransmissionlinemodelandsignalintegrity, itisnecessarytocarefullycheckthenatureoftheinputandoutputportsoftheintegratedcircuit.Atthistime, accuratecircuitdescriptionsshouldbeused.Logicalgebraicexpressionsdonothaveatimedelayfunction.Inananalogenvironment, theycanprovideprocessingoflogicsignals.ThesetwomodelsuseSPICEtosolvetheproblem, whileinthethirdmethod, ahybridmodelofthesimulatorisused.Eachoftheabovemethodshasitsownadvantagesandissuitablefordifferentapplications.Infact, manysimulationsystems (especiallythoseinvolvinganalog à digitalanddigital à analogconversion) requiretheintegrationofvariousmethods, andasingleapproachisnotenoughtosolvetheproblem.

Un autre type de simulation vise principalement la technologie de l'électronique de puissance, qui comporte un modèle d'algorithme linéaire par morceaux.

Complexité

Danslafabricationdescircuitsintégrésensilicium,en raison du niveau de fabrication,il peut exister un certain écart entreses propriétés électriquesetlavaleur nominale,etlesimulateurdecircuitsoftendonepasconsidérercesdéviationsdanslescircuitsintégrésensilicium.

La température peut également provoquer des écarts, mais certaines techniques peuvent modéliser l'effet de la température, permettant aux concepteurs de vérifier ses performances à différentes températures lors de la simulation du circuit.

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