GoldenGate/Sim User’s guide - (주)씨엠에스를 방문해 주셔서 · PDF file · 2004-03-29GoldenGate/Sim User’s guide CMS Technologies, Inc. 경기도 성남시 분당구

GoldenGate/Sim User’s guide

CMS Technologies, Inc.

경기도 성남시 분당구 구미동 25-1

엘레강스 프라자 II 607 호

RM. 607 Elegance Plaza II 25-1 Kumi-dong,

PunDang-Ku, SeongNam 463-500 Korea

Tel : 031-711-8292 Fax : 031-711-8431

http://www.cms -tech.co.kr

E-mail : cmstech@cms -tech.co.kr

회로 설계 ......................................................................................................................................................................1

기본 ........................................................................................................................................................................1

OrCAD Capture 이용하기................................................................................................................................2

Variables Accessory 이용하기 .........................................................................................................................3

Xpedion 변수 편집기(variable editor)..................................................................................................3

변수 추가하기 ...........................................................................................................................................4

변수 삭제하기 ...........................................................................................................................................4

변수 편집하기 ...........................................................................................................................................4

GoldenGate Part Libraries 이용하기 ..............................................................................................................5

도면에 라이브러리 추가하기 : .............................................................................................................6

Custom part 생성하기 .......................................................................................................................................6

Custom part 를 나타내는 하부회로 만들기 .....................................................................................6

Custom part 를 넣기 위한 라이브러리 만들기 ...............................................................................6

Custom part 의 심벌 만들기 ..................................................................................................................6

Custom part 심벌 수정하기 ...................................................................................................................7

도면에 custom part 사용하기 ................................................................................................................7

Custom parts 생성에 관한 일반적인 문제들 ..................................................................................7

시뮬레이션을 위한 구성 .........................................................................................................................................8

Overview...............................................................................................................................................................8

Analysis Type 선택하기 ....................................................................................................................................9

Analysis types...................................................................................................................................................9

DC normal.......................................................................................................................................................11

변수 정의하기(Define a specification variable) ................................................................................11

Perform stability analysis .........................................................................................................................12

DC operating point stability.....................................................................................................................12

AC and harmonic balance stability analysis .........................................................................................13

Linear stability settings advice................................................................................................................13

Interpreting linear stability results..........................................................................................................14

Nonlinear stability settings advice..........................................................................................................14

Interpretting nonlinear stability results..................................................................................................14

DC Analysis Options.................................................................................................................................14

DC two-port bias ............................................................................................................................................16

DC 2-port bias Options.............................................................................................................................16

Linear AC........................................................................................................................................................17

Linear AC Options ....................................................................................................................................17

Linear S parameter.........................................................................................................................................18

Linear S parameter Options.....................................................................................................................18

Linear noise.....................................................................................................................................................19

Linear noise Options.................................................................................................................................19

Nonlinear carrier ............................................................................................................................................20

Configuring for multi-tone analysis .......................................................................................................21

Nonlinear carrier Options.........................................................................................................................22

Nonlinear carrier Osillator Options........................................................................................................23

Oscillator analysis .....................................................................................................................................24

Nonlinear intercept ........................................................................................................................................25

Nonlinear intercept Options.....................................................................................................................25

Nonlinear bifurcation ....................................................................................................................................27

Nonlinear bifurcation Options.................................................................................................................28

Nonlinear envelope........................................................................................................................................30

Nonlinear envelope Options....................................................................................................................32

Nonlinear envelope Oscillator Options..................................................................................................34

Nonlinear noise..............................................................................................................................................34

Tasks 정의하기 .................................................................................................................................................35

Tasks.................................................................................................................................................................35

Sweep task.......................................................................................................................................................36

Tune task.........................................................................................................................................................37

Monte Carlo task............................................................................................................................................38

Yield task.........................................................................................................................................................38

Optimization task...........................................................................................................................................38

Linear Modeling task ....................................................................................................................................42

Non-linear Modeling task.............................................................................................................................43

Analysis Properties 선택하기 ........................................................................................................................44

Overview.........................................................................................................................................................44

Performances ..................................................................................................................................................44

Arithmetic operators .................................................................................................................................45

Mathematical functions............................................................................................................................45

Analysis -specific functions......................................................................................................................47

Specifications .................................................................................................................................................50

Goals ................................................................................................................................................................51

1

회로 설계

기본

Golden Gate 는 설계를 위한 구성요소 , 소자, 데이터 블록 , 측정기 등의 라이브러리를 제공한

다. 이들 구성요소는 공통 전기 회로 소자(Ground 와 같은)와 주 설계 시스템(OrCAD 나 Cad-

ence)에 있는 다른 회로 설계 소자(hierarchical block과 같은)를 심벌로 표현했으며 설계 회로

표현에 사용된다.

회로는 도면 설계자에 의해 그려진다. 회로도의 블록을 구성하는 것은 시뮬레이터 사용을

위한 반응(또는 modeling) 데이터만큼 전기적인 연결 정보를 포함하는 부품(schematic symbol)

이다. Golden Gate 라이브러리는 RF 설계에 사용되는 많은 공통 소자를 포함한다.

Golden Gate 라이브러리의 많은 구성요소는 설계자가 설정할 수 있는 매개변수들을 가지고

있다. 회로 설계자는 부품과 관련있는 매개변수값을 삽입하거나 관리할 수 있는 선택권을

가진다.

•Golden Gate 변수 편집기는 매개변수 자료를 쉽게 삽입할 수 있도록 해준다. 회로 소자에

서 매개변수에 대한 값을 집어넣는 것 대신에 변수 이름을 집어넣으면 된다. 그런 후에,

Golden Gate 변수 편집기 창을 열고(이것은 Schematic 원도우에 Accessories 에 있다) 변수,

대표값, tune, optimization, 또는 statistical 해석 정보를 집어 넣으면 된다.

•부품 또는 부품들에 관련된 매개변수는 회로를 포함하는 도면에 추가될 수 있다. 이것은

설계에 관한 모든 것을 한 페이지에 보관하는 것이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 매개

변수를 회로도에 표시하는 것은 단순히 부품 특성을 편집할 때 “Display”란을 클릭하고

“Visible”란을 체크하면 된다. OrCAD Capture 에서 동일 페이지에 하부회로 설명을 가지는

부품들은 primitive parts 로 취급된다.

•구별된 도면 페이지는 기본 회로부품에 대해 만들어지고, 이것은 이어지는 부품에 의해

접근 가능하다(도면에서 부품을 더블클릭하는 것만큼 쉽다). OrCAD Capture 에서 하부회로

를 설명하는 도면 페이지를 가지는 부품은 non-primitive parts 로 불린다.

시뮬레이션을 위해 , 회로 설계는 정확한 입력— stimuli— 과 정확한 출력 노드— probe— 를 제

공해야 한다. 어떤 해석 형태는 특정한 시험 소자가 도면내 포함되어야 한다.

Type of analysis Required circuit element

DC two-port bias Requires DCVPORT test elements.

Linear S parameter Requires SPORT test elements.

Linear noise Requires SPORT test elements.

Nonlinear analyses (all) Require at least one nonlinear element.

2

Oscillator analysis Requires an OSCVP or OSCCP probe.

Nonlinear intercept Requires an IPS source.

Nonlinear bifurcation Requires a BIFCVS test element.

일단 도면이 완성되면, 회로는 시뮬레이션과 해석을 위해 저장될 준비가 된 것이다 . Xpedion

은 설계 환경에 통합되었기 때문에 , 설계에서 시뮬레이션 환경으로 옮겨가는 것은 도면을

저장하고 Accessory 를 선택하는 것 만큼 간단하다.

OrCAD Capture 이용하기

1. OrCAD Capture 를 실행시킨다.

2. File 메뉴에서 File > New > Design을 선택한다 . 설계는 하나 또는 그 이상의 도면을

포함한다. 도면은 하나 또는 그 이상의 페이지로 구성된다.

• 도면을 추가시키려면, 회로 설계에 연관된 Project Manager에서 “Design”을 선택한다 .

이것은 회로 설계시 사용되고 생성된 모든 정보를 담고 있다. Project Manager 는 다

른 프로젝트를 포함할 수도 있다. 그런 다음 Design > New schematic 명령을 선택한

다.

• 도면에 페이지를 추가시키려면, Project Manager에서 도면을 선택하고

Design > New schematic page 명령을 선택한다.

3. Capture 를 사용할 때 Xpedion 의 OrCAD 라이브러리의 심벌을 사용해야 한다

(OrCAD Cap-ture 의 라이브러리를 사용하면 Golden Gate 는 인식하지 못한다-역주).

설계에 라이브러리를 추가하려면

• Place > Part > Add library 명령을 선택한다.

• Xpedion 부품 라이브러리(보통 C:\XPEDION\ORCAD LIB)를 가진 디렉토리를 검색해

서 첨가할 라이브러리를 선택한다.

• 필요한 부품을 추가하고 연결한다.

4. Xpedion 변수 편집기를 이용하여 부품 매개변수를 삽입한다 . 자세한 내용은

Variables Accessory 이용하기 참조.

5. 회로의 필요한 측정기를 삽입한다. 시뮬레이션을 위해 , 회로 설계는 정확한 입력—

stimuli— 과 정확한 출력 노드— probe— 를 제공해야 한다. 어떤 해석 형태는 특정한

시험 소자가 도면내 포함되어야 한다.

Type of analysis Required circuit element

DC two-port bias Requires DCVPORT test elements.

Linear S parameter Requires SPORT test elements.

Linear noise Requires SPORT test elements.

Nonlinear analyses (all) Require at least one nonlinear element.

3

Oscillator analysis Requires an OSCVP or OSCCP probe.

Nonlinear intercept Requires an IPS source.

Nonlinear bifurcation Requires a BIFCVS test element.

6. 모든 부품이 고유 명칭을 가지기 위해 설계에 번호달기를 한다.

• Project Manager를 선택한다.

• Tools > Annotate > Incremental reference update > OK 명령을 선택한다.

7. 도면을 저장시키고 Project Manager를 활성화시킨다.

8. Capture 의 Accessories menu 에서, Xpedion > Xpedion Initialize Workshop 명령을 선택

한다.

Variables Accessory 이용하기

Xpedion 변수 편집기(variable editor)

1. Capture 의 Schematic page 를 활성화시킨다.(page 에 마우스를 클릭하면 된다.)

2. Accessories > Xpedion Variables… 을 선택하면 다음과 같은 창이 뜬다.

변수 편집기는 설계 변수 자료를 삽입하고 편집하기 쉽고 편안하도록 제작되었다 . 삽입할

수 있는 변수 형태는 아래의 표에 있는 목록과 같다.

Type Discussion

Equation 사용자 정의 expression 으로 값, 상수 , 수학적 기호를 포함할 수 있다 . 노드 전압/전류는 현재 판에서는 방정식에 사용할 수 없다.

Numeric 사용자에 의해 결정되는 값

Variable Nominal 변수를 대표값으로 . 이는 여러 회로소자가 동일 변수에 연결됐을 때 유용하다. 또한, 대표 변수는 방정식에도 사용될 수 있다.

4

Sweep 스윕 변수는 “specification variable”에서 대표 해석으로 사용되고, 그곳에서 변수 편집기의 구성에 따라 스윕될 것이다 . 또는 “tune task”에서 변수 편집기의 구성에 따라 스윕되는 걸로 사용될 수 있다. 스윕 변수의 대표값은 스윕이나 tune 이 선택되지 않았을 때 사용된다.

Optimization 최적화 변수는 최적화 해석시 사용된다 . 최적화 변수의 대표값은 대표 해석에 사용되고, 최적화의 시작값이다.

Statistics 두 가지 형태가 지원된다. • Uniform, 변수는 사용자에 의해 결정된 범위내에서 대표값에 대 해 균일한 분포를 갖는다고 가정한다. 두 점(Delta) 사이의 간격에 의해, 또는 두 값 사이의 백분율차(Tolerance)에 의해 계산된다. • Normal, 변수값의 범위는 아래와 위의 경계간 표준편차에 의해 결정된다.

Correlation 연계 변수는 미리 정의된 변수 목록에서 선택되고, 그들의 연관 계수는 사용자에 의해 정의된다.

변수 추가하기

1. Xpedion variable 란에 변수 이름을 입력한다 . 그리고 Tab 키를 누르면 변수 형태를 보

여주는 오른쪽 라디오 버튼이 활성화된다.

2. 변수에 대한 매개변수를 입력한다.

3. 왼쪽 하단의 Add 버튼을 클릭하면 도면에 변수가 추가된다. Accessory 는 데이터 박

스 라이브러리에서 적절한 데이터 박스를 도면에 추가하고, 부품 특성에 맞는 입력

매개변수를 위치시킬 것이다.

아래는 회로 설계에 추가된 스윕 범위 변수 집합의 예이다.

변수 삭제하기

1. 왼쪽 창의 변수 목록에서 변수를 선택한다.

2. 왼쪽 하단의 Remove 를 클릭하면 변수가 삭제된다.

변수 편집하기

1. 왼쪽 창에서 변수를 선택한다. 선택된 변수에 대한 매개변수들이 나타날 것이다. 왼

쪽 하단에 Update 와 Remove 버튼을 볼 수 있을 것이다.

2. 새로운 매개변수를 입력한다.

5

3. 수정사항이 입력됐으면 Update 버튼을 클릭한다.

Type Selection Option Parameter Discussion

Equation Expression Expression 은 변수값을 정의한다.

Numeric Value 변수값

Nominal value 변수의 대표값(명칭값)

Range 스윕 값의 범위 Step type. 범위내의 시험할 값들의 간격.

• Linear points : 스윕될 점의 개수를 결정한다. 점들은 1 차함수의 형태로 균일하게 나뉜다. • Log points : 스윕될 점의 개수를 결정한다. 점들은 로그 함수의 형태로 나뉜다. • Step : 스윕될 점들간의 간격을 결정한다.

List 스윕 변수에 대한 가능한 값들의 목록. 쉼표로 구별되는 값들을 삽입. 최대 199 문자까지 가능하다.

Sweep

File 스윕 정의를 가진 시험 파일(ASCII 만 가능)의 이름과 path 를 입력한다.

Range 최적화를 위한 값의 범위

List 스윕 변수에 대한 가능한 값들의 목록. 쉼표로 구별되는 값들을 삽입. 최대 199 문자까지 가능하다.

Optimization

File 스윕 정의를 가진 시험 파일(ASCII 만 가능)의 이름과 path 를 입력한다.

Delta 두 값을 비교하고 차이를 계산한다 . 범위의 마지막 점은 Min delta 와 Max delta 이다.

Uniform

Tolerance 두 값을 비교하고 백분율차를 계산한다. 범위의 마지막 점은 Min tolerance (%)와 Max tolerance (%)이다.

Variable

Statistics

Normal Standard deviation

두 값의 표준편차를 결정한다. 마지막 점은 주파수 분산의 아래 경계와 위 경계이다.

Variable 1 해석할 첫번째 변수

Variable 2 해석할 두번째 변수

Correlation

Correlation 두 변수의 연결 강도를 결정한다.

GoldenGate Part Libraries 이용하기

시뮬레이션과 해석을 위한 회로를 만들기 위해서는 반드시 Golden Gate 부품 라이브러리에

있는 부품을 사용해야 한다.

NOTE : OrCAD 의 PSPICE 라이브러리의 일부 부품은 지원된다. OrCAD 라이브러리의 부품은

지원되지 않음에 유의한다.

6

도면에 라이브러리 추가하기:

1. Place > Part > Add library 명령을 선택한다.

2. Xpedion 부품 라이브러리(보통 C:\XPEDION\ORCAD LIB)를 가진 디렉토리를 검색해

서 첨가할 라이브러리를 선택한다.

3. 필요한 부품을 추가하고 연결한다.

4. OK를 선택한다.

이제, 도면을 저장한다 . 라이브러리 목록은 도면에 저장되고, 후에 도면을 열면 목록에 나타

날 것이다.

Custom part 생성하기

Custom part 를 나타내는 하부회로 만들기

1. 새 부품을 나타내는 새로운 도면을 만든다. 비선형 모델, s2p 파일, 집중(lumped) 소

자를 포함해서 기생성분을 나타낼 수 있다.

2. 만들고자 하는 부품을 모델링하기 위해 도면의 모든 매개변수를 조정한다. 이들 매

개변수는 부품이 도면에 삽입되면 조정이 불가능하다.

3. 외부 연결이 필요한 핀에 단자를 붙인다.(OrCAD Capture 의 Place > Hierarchical Port

명령을 사용한다.)

4. 핀에 번호를 할당한다. 유사 부품의 표준으로 사용된 관례를 따라 핀에 번호매김을

하는 것이 보통은 가장 좋다 . 예를 들어 BJT 에서는 E, B, C라든지 FET 에서는 G, S,

D, 그리고 다이오드에 대해서는 A, C 등.

5. 도면을 저장한다.

Custom part 를 넣기 위한 라이브러리 만들기

1. OrCAD Capture 의 File > New > Library 명령을 사용하여 custom parts 라이브러리를 만

들거나, 부품을 추가시키기 위해 기존 라이브러리를 선택한다.

NOTE: Custom parts 를 OrCAD 나 Xpedion 에서 제공하는 표준 라이브러리에 추가시키는 것은

좋지 못하다 . 후에 소프트웨어 업데이트시 라이브러리도 업데이트시킬 수 있기 때문이다. 자

신의 디렉토리를 따로 만들어서 Custom parts 라이브러리를 저장하는 것이 좋다.

2. Project manager 창에서 도면 폴더를 새 라이브러리에 끌어 넣음으로써 도면을 라이

브러리에 복사한다.

Custom part 의 심벌 만들기

1. 새 부품을 나타내기 위해 수정하고자 하는 기존 부품의 심벌을 찾는다.

2. Design cache 나 기존의 라이브러리에서 이 부품을 새로운 라이브러리로 복사한다.

7

3. 부품 심벌에 새로 고안된 부품명을 쓴다.

Custom part 심벌 수정하기

1. 라이브러리에서 부품을 연다.

2. Options > Package Properties 를 선택한다.

3. 이름, 부품 reference prefix, PCB footprint 를 필요한 만큼 바꾼다.

4. 다음 단계에 따라 부품을 도면 모델에 연결(link)시킨다.

a. Package Properties 대화상자에서 Attach Implementation 을 선택한다.

b. Implementation dropdown 목록에서 Schematic View를 선택한다.

c. 부품을 나타내는 라이브러리 도면 파일명을 입력한다. 도면이 라이브러리내에

저장되면 path 는 필요치 않다.

d. OK 를 선택해서 Attach Implementation 대화상자를 닫고, 다시 OK 를 선택해서

Package Properties 대화상자를 닫는다.

5. Options > Part Properties 를 선택한다.

6. 만든 심벌이 연결된 도면에서 부품의 모든 시뮬레이션 정보를 취하도록 부품과 연

관될 수 있는 모든 수치 성질(numeric properties)를 삭제한다. 단 , 다음의 필드를 지워

서는 안된다 : BLK, LIB, EINFO, NAME, PART REFERENCE, REFERENCE, VALUE.

7. 부품을 저장한다.

도면에 custom part 사용하기

1. 라이브러리를 열고 부품 위치를 지정한다.

2. 시뮬레이션 전에 Design 을 선택한다.

3. Options > Design Properties 를 선택한다.

4. Hierarchy for Parts 를 Non-Primitive 로 맞춘다 . Netlist 가 만들어질 때 , netlist generator

는 시뮬레이션용 도면에서 새 부품을 사용하도록 만들 것이다.

5. Design 을 저장한다.

Custom parts 생성에 관한 일반적인 문제들

1. 핀 개수나 이름이 도면 하부회로와 심벌 표기에 맞지 않는다 . 라이브러리를 열고

도면에 심벌의 것과 동일한 이름과 개수를 갖는 단자가 있는지 확인한다.

2. Hierarchy 가 여전히 Primitive 로 되어있어서 시뮬레이터가 도면을 찾지 못해 시뮬레

이션이 실행되지 않는다 . 디자인에 대해 기본으로 Primitive 로 설정하거나 layout 을

복잡하게 하더라도 라이브러리에 부품을 편집해서 Non-primitive 로 설정할 수 있다.

3. “Can’t instantiate part” 오류 발생 . 부품이 Non-primitive 로 설정됐는데 이 오류가 발생

하면 부품의 Implementation 필드에 나타난 도면 이름과 도면이 부품이 있는 라이브

러리에 복사되었는가를 점검한다.

8

시뮬레이션을 위한 구성

Overview

시뮬레이션을 위한 구성은 네 단계 과정으로 되어 있다.

1. 해석 형태를 선택한다. 이것은 가장 중요한 부분이며 이용 가능한 하부 구성 사항

을 결정한다. Configuration 마다 하나의 해석 형태만 선택 가능하다. 하나의 해석 형

태가 선택되면, 바뀔 수 없다 . Configuration 파일이 저장되기 전에 반드시 해석 형태

가 결정되어야 한다.

2. 해석상 회로의 특징적인 소자를 설정한다. 통상적으로, 시뮬레이션은 고유의 회로값

에 대한 가능한 값의 집합에 대하여 회로의 응답을 계산하는 것이다 . 예를 들어, 주

파수 범위, 바이어스 범위, 입력 전력 범위 등. 이런 고유의 회로값을 specification

variable이라 부른다 . 이 단계에서, specification variable 을 정의하고 시험할 값의 범위

(sweep range)를 결정한다.

3. 시뮬레이션 시 실행할 tasks를 정의한다 . Tasks 는 시뮬레이션의 일부분으로써 어떤

프로세스가 실행될 것인지를 결정한다. 동시에 하나 이상의 task 가 실행될 수 있으

며 각 task 는 켜고 끄는 것이 가능하다 . Task를 결정하는 것은 선택사항이다 . 아무것

도 선택하지 않는다면 기본으로 Nominal이 선택된다.

4. 해석 성질(Analysis Properties)을 설정한다. 해석 성질은 두 가지 방식으로 사용된다.

• 사용자 정의 Performance 측정 : 회로의 performance 를 측정하기 위해 방정식을 세

울 수 있다.

• 통계적 해석과 최적화 설정 : 이 해석은 specification(미리 정의된 값)을 설정하고 ,

측정과 수정을 위해 performance 를 정의하고, goal에 이르도록 한다.

구성과정에서 해석 성질을 선택하는 것은 선택사항이다.

9

Analysis Type 선택하기

Analysis types

Type of analysis Analysis 필요사항 설명

Normal DC 안전성 해석

- DC 해석은 회로의 동작점을 결정한다. 이는 회로의 전압, 전류를 측정하기 위해 사용된 멀티미터에 의한 측정과 일치한다. 모든 동적 성분은, 즉 축전기나 코일, 이 해석에서 무시된다. 축전기는 오픈, 코일은 단락이다 . 이 해석은 비선형 해석 전에 실행된다. (이 해석은 DC 안정성 검사 – 즉, 앰프가 발진하지는 않는가 , 발진기는 계속 자기 상태를 유지하는가를 섭동주파수의 변화에 따라 알아볼 수 있다.)

DC 가장 기본적인 회로 해석

2-port bias DCVPORT 이 해석은 두개의 독립적인 바이어스 소스를 주어진 영역내에서 모두 계산하는 해석이다. (특정 능동소자의 IV curve 를 해석할 때)

Linear 수동 선형 회로 해석. 3 개의 검사를 실행하는데, 각각의 해석은 설계상 특정 시뮬레이션에 해당된다.

AC - 이 해석을 통해 , 소신호 교류 입력시 선형회로의 전기 상태를 계산할 수 있다. AC 해석은 주로 증폭기와 필터에 대해 사용되는데, 주파수 응답이 관심사이다. AC 해석에서, 한번에 하나의 주파수로 여기되며 , 동작점을 변화시키지 않을 만큼 충분히 작다고 가정한다. AC 시뮬레이션은 대개 주파수 영역에서 실행되는데, 이는 실제로 네트웍 분석기를 사용하는 것과 같다.

10

S parameter AC 안정성, 전달함수 계산

SPORT 이 해석은 2-단자 회로망의 안정성, 이득 그리고 전력 정합 조건 등을 계산한다. S parameter 해석은 선형회로의 전달 함수를 계산하는데 사용된다. 입/출력은 S 단자로 정의된다.

Noise SPORT Noise 해석은 회로의 잡음 효과를 정의하는데 사용된다. 이 해석에는 다음의 잡음 작용이 포함된다. • 손실 수동소자의 온도관련 열잡음 • 비선형소자의 온도, 바이어스관련 잡음 • 잡음변수를 갖는 선형 능동 소자 잡음 • FET 잡음 • 전압원과 상보적 또는 비상보적인 전류로부터의 잡음

• 잡음 파일에서의 잡음 Noise 해석은 회로의 각 소자에 의해 발생된 잡음을 계산할 수 있고 , 소자의 잡음작용이 어떻게 회로 잡음 특성 전반에 걸쳐 영향을 주는지 알 수 있다.

Carrier 이 해석은 내/외부의 잡음이 없는 상태에서 비선형 회로의 정상상태 응답(전압, 전류, 전력, 파형, 스펙트럼)을 계산한다.

Intercept IPS source 이 해석은 제 3 Intercept Point 를 계산한다.

Bifurcation 비선형 회로의 안정성 해석

BIFCVS 이 해석을 통해 회로의 평형을 시뮬레이션하고 평가할 수 있다. 또한 매우 느리게 붕괴하고 발진을 발생시킬 수 있는 과도 신호를 검사할 수 있다 . 이 해석은 입력 전력과 주파수 평면에서 주어진 회로의 안정성/비안정성의 경계를 계산할 수 있다. 이것은 주로 자동작동하는 여기 회로 설계에 응용된다.

Envelope 비선형 인벨로프 해석은 증폭기, 믹서, 발진기와 변조 또는 일시적인 고주파 신호가 존재할 때의 피드백을 효과적으로 분석한다 . 이 해석을 통해 앞에서의 방법으로는 얻기 힘들거나 불가능한 것을 볼 수 있다 . 특히 일시적이거나 변조된 RF carrier 가 있는 고주파 회로에 잘 맞는다. 이 해석은 내/외부의 잡음이 없을 때, 비선형 회로의 과도(인벨로프 과도신호) 응답(전력 , 파형, 순간 주파수)을 계산할 수 있다.

Nonlinear Harmonic Balance 를 통해 임의의 회로에 대한 정상상태 응답을 계산할 수 있다 . 이것은 가장 기본적인 비선형 알고리즘이며 다른 알고리즘보다 뛰어나다. 비선형 회로 해석에는 5가지가 제공되며 , 각각은 설계상 특정 시뮬레이션에 해당된다.

Noise

*비선형 해석에 대해서는 회로내에 적어도 하나의 비선형 소자가 있어야 하고 , 발진기를 해

석할 때는 OSCVP 또는 OSCCP 검사기가 회로내에 포함되어야 한다.

11

DC normal

변수 정의하기(Define a specification variable)

보통, 시뮬레이션은 특징적인 회로값 , 예를 들어 주파수 범위, 바이어스 범위 , 또는 입력 전

력 범위 등 한 벌의 가능한 값에 대하여 회로의 반응을 계산한다 . 이 특징적인 회로값을

specification variable 이라고 한다. Specification variable 을 정의하기 위해서 , 명칭과 시험할 값

의 범위(스윕 범위)를 지정해야 한다.

Option Field name Discussion

Variable name specification variable 의 이름.

Range 시험할 값의 범위

From 스윕 범위의 시작값

To 스윕 범위의 마지막값

Step type 범위내의 시험값의 간격 선택: • Linear points • Log points • Step

Number of points 간격을 linear나 log points 로 선택했을 때

Specification variable definition

Step value (step) Step 을 선택했을 때

12

List 변수의 가능한 값을 수록한 목록을 사용할 때. 콤마로 구분된 데이터를 받아들이며, 최대 199 문자까지 가능하다.

File 변수정의가 외부파일에 포함될 때 . 변수가 정의된 파일의 Path 와 텍스트 파일(ASCII 만) 이름을 입력한다.

Perform stability analysis


Max perturbation 안정성을 점검할 최대 주파수를 입력한다. Stability analysis definition

Accuracy 정확도 수준은 최저 1 에서 최고 5 까지 5 단계가 있다. 기본은 3 이다.

DC operating point stability

DC stability 는 바이어스 점이 안정한지 아닌지를 점검한다.

• 증폭기, 믹서, 능동 필터(자동 작동하지 않는 회로) 등에 대해서는, 전원 인가시

회로가 발진하지 않는지를 점검한다. 이 경우, DC 동작점이 안정하길 기대한다.

• 발진기(자동 작동하는 회로)에 대해서는, 전원 공급시 회로가 실제로 발진할 수

있는지를 점검한다. 이 경우, DC 동작점이 불안정하길 기대한다.

회로의 바이어스 점과 바이어스 점이 안정한지를 검사하기 위해 DC 해석을 실행한 후, DC

동작점 안정성 해석을 실행한다.

• 증폭기 설계(non-autonomous circuit). 바이어스 점을 결정하기 위해 DC 해석을 실행한

후, 바이어스 점이 안정한지 점검하기 위해 DC stability 를 실행시킨다. 바이어스가 안

정하면, stop-band 나 pass-band 주파수와 같은 정보에 대해 회로의 공진 주파수를 제공

한다. 바이어스가 불안정하면, 잠재적인 발진 주파수를 제공한다.

• 발진기 설계(autonomous circuit). DC 해석으로 바이어스 점을 알고나면, 바이어스 점이

발진이 계속될 수 있도록 실제로 불안정한지를 점검하기 위해 DC stability 를 실행시

킨다. 바이어스 점이 불안정하면, 잠재적인 발진 주파수를 제공한다. 바이어스 점이

불안정하다면, stop-band 나 pass-band 주파수와 같은 정보에 대해 회로의 공진 주파수

를 제공한다.

NOTE : 본 매뉴얼과는 다르게 GoldenGate/Sim(이하 Workshop 이라 부른다)은 DC normal 해석

으로 DC bias point 와 DC operating point stability 를 함께 해석한다 . 다시 말하면, Workshop 은

13

바이어스 점에 대한 안정성과 동작점에 대한 안정성 해석 결과를 DC normal 해석 결과로써

동시에 제공한다. 역자의 생각으로는 , c lass AB 증폭기에 대신호가 입력되면 바이어스 점이

신호에 따라 변하는 문제를 Workshop 에서 다루어보아야 한다고 본다. 일단 DC normal 해석

에 의해 결정되는 증폭기의 바이어스 전압, 전류는 소신호 입력을 전제로 한 것이라 생각된

다. 또한, 엄밀한 의미에서 DC 동작점이라는 말은 단지 DC load line 을 따라 동작점이 움직

이는 경우를 의미한다고 본다. 그러나 , 실제로 bias point 는 DC 에 의해 결정되고(정점),

operating ponit 는 AC load line 을 따라 움직이는 점이므로 DC 동작점이란 말 자체가 성립하

지 않는다고 생각한다 . 이런 의미로 본다면 , DC normal은 바이어스 점과 바이어스 점에 매우

작은 교류신호(perturbation frequency)를 주어서 교란시키므로써 단지 바이어스 점의 안정성을

검사하는 것이다.

AC and harmonic balance stability analysis

증폭기 설계(non-autonomous circuit). DC 바이어스 점이 안정할 때만 증폭기에 대한 AC 해석

(예를 들어 , linear AC, S parameter or harmonic balance)을 실행한다. DC 바이어스가 불안할 때

AC 해석을 실행시키면, 회로 출력은 실제와 다르게 나온다. 대개 harmonic balance 의 오버플

로우로 끝난다.

NOTE : 어떤 경우에는 시뮬레이터에 의한 AC 해석은 실제로 그렇지 않으데도 바이어스 점

이 안정하다고 나타낼 수 있음에 주의한다. 이런 일은 높은 Q 값을 가지는 회로에서 Nyquist

선도의 분해능을 너무 작게 선택할 때 나타날 수 있다. 의심이 간다면 가장 높은 해상도를

이용한다 . 발진이 시작되는 것을 알 수 있는 유일한 방법은 DC 안정성 해석뿐이다 . 이 목적

으로 비선형 AC 안정성 해석을 사용해서는 안된다.

발진기 설계(autonomous circuit). 발진기는 DC 바이어스 점이 불안정할 때만 AC 해석(즉, HB)

를 실행한다 . 안정성 해석은 발진 주파수에 대한 적당한 계산 결과를 제공한다. 어떤 경우,

회로는 안정하다고 확신하는 상태에, 가장 높은 Nyquist 선도 분해능을 사용하는데도 DC

stability 는 바이어스 점이 불안정하다고 한다면, 안정성 해석에 의해 나온 공진 주파수 중

하나를 가지고 HB 발진기 해석을 실행시켜야 한다. 이렇게 하면 안정한 발진 주파수를 찾

을 수 있고(세번째 단계를 발진 안정성을 점검할 필요가 있다.), 이것은 발진기가 DC 전원

으로는 발진할 수 없고, 발진하기 위해 RF 펄스가 필요함을 의미한다 . 이것은 발진기를 증

폭기로 구동시켜 비선형 안정성 해석을 통해 확인할 수 있다.

Linear stability settings advice

최대 섭동(perturbation) 주파수는 여전히 이득을 가지는 가장 높은 주파수(보통은 동작 주파

수의 5 배)로 맞춰져야 한다. 최대 섭동 주파수가 충분히 크지 않으면, 안정성 해석은 높은

주파수의 스푸리어스 결과를 놓치고 잘못된 진단 결과를 제공할 수 있다.

14

정확한 셋팅은 Nyquist 선도를 따라가는 최대 간격(step)을 조절한다 . 최대 위상 간격은 10/정

확도로 맞춰져 있다. 일반적으로 1 의 정확도는 충분히 커서 신뢰할 만한 안정성 진단을 보

장한다. 높은 Q 회로에 대해서는 정확도 셋팅을 증가시킬 필요가 있다. 시뮬레이션 시간은

이 정확도 셋팅에 직접적으로 달려있다.

Interpreting linear stability results

Nyquist 선도가 원점을 시계방향으로 감싸면서 원을 그리면 회로는 불안정하다. 원의 개수는

불안정 주파수의 개수와 같다. 그렇지 않다면, 최대 섭동 주파수가 위의 지침을 따른다고 했

을 때 회로는 안정하다.

Nonlinear stability settings advice

최대 섭동 주파수를 작동 기본파보다 크지 않게 맞춘다 . Nyquist 선도는 기본파의 주파수보

다 높은데서 반복되는 경향이 있다. 멀티톤 구동의 경우 , 최대 섭동 주파수는 가장 높은 기

본파보다 높을 필요가 없다.

정확한 셋팅은 Nyquist 선도를 따라가는 최대 간격(step)을 조절한다 . 최대 위상 간격은 10/정

확도로 맞춰져 있다. 일반적으로 1 의 정확도는 충분히 커서 신뢰할 만한 안정성 진단을 보

장한다. 높은 Q 회로에 대해서는 정확도 셋팅을 증가시킬 필요가 있다. 시뮬레이션 시간은

이 정확도 셋팅에 직접적으로 달려있다.

Interpretting nonlinear stability results

Nyquist 선도가 원점을 시계방향으로 감싸면서 원을 그리면 회로는 불안정하다. 원의 개수는

불안정 주파수의 개수와 같다. 그렇지 않다면, 최대 섭동 주파수가 위의 지침을 따른다고 했

을 때 회로는 안정하다.

Note: 실제 스푸리어스 주파수(있다면 불안정 상태에서)는 fspur = Fk + Finstability 의 관계를

갖는다. 여기에서 Fk 는 DC 또는 정상상태의 하모닉스(또는 인터모쥴레이션) 중 하나이고,

Finstability 는 안정성 해석에 의해 주어진 발진(불안정) 주파수이다. 시뮬레이터는 스푸어리

스의 실제값을 감지할 수는 없다 . 사용자가 회로 지식에 의거해 스스로 계산해야 한다. 정상

상태를 변화시키는 가장 흔한 불안정성은 주파수가 2 로 갈라지는 것이다.

DC Analysis Options

15

Analysis Options 를 누르면, Minimum virtual conductance option 이 나타난다 . 이는 수렴 문제를

피하기 위해 솔버에 의해 노드(node)에 들어갈 수 있는 가장 작은 conductance 이다. 이 값은

시뮬레이션 결과에 영향을 주지 않을 만큼 충분히 작아야 한다 . 기본값은 1E-8 이지만, 더

큰 정확도가 필요한 특별한 경우에는 작게 할 수 있다. 비록 이것이 수렴 문제를 야기시킬

수 있다고 하더라도. 값을 변화시키려면 문자 필드에 새 값을 입력하면 된다.

16

DC two-port bias

DC 2-port bias 해석은 IV 곡선에 사용된다. 두 개의 시험 성분이 소자에 붙여져야 한다.

• 베이스/게이트에 하나의 DCVPORT

• 콜렉터/드레인에 하나의 DCVPORT

두 개의 단자는 독립적으로 전압 범위를 실험하며 , 두 단자에 대한 전압 대 전류 곡선이 생

성된다.


From 단자 1 에 대한 스윕 범위의 시작값

To 단자 1 에 대한 스윕 범위의 마지막값

Step type 선택은 linear points, log points, step 이다.

Number of points Linear and log points 를 선택했을 때.

Port 1

Step value Step 을 선택했을 때.

From 단자 2 에 대한 스윕 범위의 시작값

To 단자 2 에 대한 스윕 범위의 마지막값

Step type 선택은 linear points, log points, step 이다.

Number of points Linear and log points 를 선택했을 때.

Port 2

Step value Step 을 선택했을 때.

DC 2-port bias Options

DC Analysis Options 참조

17

Linear AC


Nominal frequency 회로를 해석하기 위한 기본 주파수 . 주파수 스윕을 실행하려면 Nominal frequency 란에 “freq”라고 입력하고 , 아래의 specif-ication variable 에 “freq”를 설정한다 . 이러면 회로의 AC 소스를 스윕한다.

Define a specification variable 변수 정의하기(Define a specification variable) 참조

Perform stability analysis Perform stability analysis 참조

Linear AC Options


18

Linear S parameter

S-parameter 를 해석하려면 하나나 두 개의 S 단자(SPORT)가 회로의 관심있는 부분에 붙여져

야 한다.





Linear S parameter Options


19

Linear noise

잡음 해석을 위해서는 Noise Figure meter 를 회로에 붙이는 방식과 같이, 회로의 입력과 출력

에 S 단자를 붙여야 한다. 잡음 해석은 S-parameter 해석과 Noise Figure, Noise Match 측정 외

의 나머지는 완전히 같다.





Linear noise Options


20

Nonlinear carrier


Tone 1, 2 and 3 톤은 세 개까지 선택할 수 있다. 이들 톤은 회로의 신호 발생기가 사용하는 주파수이거나 발진기 해석을 시작할 주파수를 결정하는데 사용된다 . 더 자세한 내용은 Configuring for multi-tone analysis .

Frequency 결정된 톤의 주파수.

Frequency Spectrum

Harmonics in tone [x] 결정된 톤의 하모닉스 개수.


Oscillator definition Free, phase-locked loop (Locked), and voltage-controlled (VCO)에 대한 선택사항이다.

Lock range Locked 선택시 사용 사항.

Lock type Lock type 은 Frequency 이거나 Voltage.

From Lock 영역의 시작값.

To Lock 영역의 마지막값.

Define an oscillator analysis

VCO control VCO 선택시 사용 사항.

21

From Voltage 영역의 시작값.

To Voltage 영역의 마지막값.


Configuring for multi-tone analysis

RF harmonic balance 신호(RFPWS, RFVS, RFCS 와 같은)는 발생시킬 주파수를 결정하기 위해

3 개의 매개변수를 사용한다.

• NH1

• NH2

• NH3

Workshop 에서 비선형 해석을 위해 3 개 톤까지 결정할 수 있는데, 신호 발생은 다음과 같은

공식을 따른다.

Output frequency = NH1*f1 + NH2*f2 + NH3*f2

A mixer example

믹서를 구성하기 위해, 두 개의 주파수를 갖는 두 개의 소스가 필요하다(f1=IF, f2=LO).

LO 를 (NH1=0, NH2=1, NH3=0)로 맞추면, 주파수는 1*LO 가 된다.

RF 입력을 (NH1=1, NH2=1, NH3=0)로 맞추면, 주파수는 1*IF + 1*LO 가 된다.

결정된 주파수의 조합을 이용해서 Workshop 결과내의 그래프를 선택할 수 있다.

• IF 그래프를 보려면, 톤(1 0 0)이라고 쓰인 그래프를 선택한다.

• RF 입력 그래프를 보려면, 톤(1 1 0)이라고 쓰인 그래프를 선택한다.

이런 방법을 통해, 임의의 멀티톤 해석에 필요한 넓으면서 융통성있는 영역의 톤들을 결정

할 수 있다.

22

Nonlinear carrier Options


• Carrier 해석 방식은 Harmonic Balance 이다. 이것은 임의의 회로의 정상상태 응답을 계산하는 가장 기본적인 비선형 알고리즘이다.

• 다른 carrier 해석 방식이 앞으로 지원될 것이다.

Convergence algorithm

The options are: •Newton-Raphson •Shamanski •Krylov

Oversampling

Convergence error (%) 이것은 solver 가 얼마나 정확하게 방정식의 선형/비선형 측면의 모든 하모닉스들을 다룰지를 정의한다. 기본은 0.1%이고 더 정확하게 하려면 값을 줄이면 된다.

Source stepping The options are: •Large •Small

Compression factor 앞으로 개발될 것이다. Comperssed Transient 해법에 관계된 것으로 1.6 판에서는 실행되지 않는다.

Carrier analysis method

Error report The options are: •Off •Prints •Debug prints

23

Compute DC 이 선택사항은 Envelope 해석에서 특히 중요하다. Envelope 시뮬레이션은 기본적으로 변조 신호에 관한 시간 영역 해석이다 . 따라서, 두 가지 가능성이 있는데, 하나는 DC 바이어스가 정해진 후 변조 과도 해석이 시작되는 것과 다른 하나는 이 둘이 동시에 시작되는 것이다. 기본값으로는 변조전에 DC 바이어스를 계산하도록 되어있다.

Use continuation During sweep

변수 스윕 시뮬레이션 동안, 시뮬레이터는 이 난이 체크되어 있다면 앞에서 얻은 해를 사용한다 . 이 난이 체크되어 있지 않다면 , 시뮬레이터는 회로를 훑어가면서 풀어간다. 따라서, 이 난이 체크되어 있다면 속도가 더 빠르다.

Solution estimate

Options Minimum virtual conductance

이는 수렴 문제를 피하기 위해 솔버에 의해 노드(node)에 들어갈 수 있는 가장 작은 conductance 이다. 이 값은 시뮬레이션 결과에 영향을 주지 않을 만큼 충분히 작아야 한다. 기본값은 1E-8 이지만 , 더 큰 정확도가 필요한 특별한 경우에는 작게 할 수 있다. 비록 이것이 수렴 문제를 야기시킬 수 있다고 하더라도 . 값을 변화시키려면 문자 필드에 새 값을 입력하면 된다.

Nonlinear carrier Osillator Options


Initialization iterations 초기화 단계에서 크기 간격(전압/전류)의 최대값

Dichotomy length

Oscillator options

Probe amplitude offset factor

측정 크기의 시작값. 기본값(Default value) = 1 발진기에 대한 전압계 0.2V 발진기에 대한 전류계 7.5mA 예를 들어 , 측정기 오프셋값을 0.1 로 맞춘다면 시작점이 0.02V, 0.75mA 임을 의미한다.

24

Probe amplitude Step factor

측정 크기의 변화 간격. 기본값(Default value) = 1 발진기에 대한 전압계 0.2V 발진기에 대한 전류계 7.5mA 예를 들어, 측정기 간격(step)값을 0.1 로 맞추면 0.02V, 0.75mA 단위로 변한다.

Voltage probe residual admittance

전압계에 나타난 어드미턴스값으로 정확하게 전압계를 시뮬레이트할 때 고려된다. 기본값 = 1e-5

Current probe residual impedance

전류계에 나타난 임피던스값으로 정확하게 전류계를 시뮬레이트할 때 고려된다. 기본값 = 1e-4

Path following sense The options are: • Clockwise • Counter-clockwise

Minimum path step factor

Maximum path step factor

Oscillator startup noise

시뮬레이션을 시작할 때 발진을 일으키기 위해 삽입되는 잡음 신호의 크기

Error report The options are: •Off •Prints •Debug prints

이 난을 체크하면, 시뮬레이션 동안 수렴오차값을 보여주는 메시지를 출력한다.

Oscillator analysis

발진기 해석은 두 개의 단계로 구성되었다.

1. 초기화, 이는 측정 크기의 추정을 결정한다.

초기화 단계에서, 시뮬레이터는 정의된 시작점(이는 Probe Amplitude Offset Factor)에

서 측정 크기를 증가시킨다. Probe amplitude step factor의 각 크기 간격에 대해, 시뮬

레이터는 전압계 또는 전류계에 각각 나타난 Voltage probe residual admittance 또는

Current probe residual impedance 를 계산한다.

측정기가 최소 임피던스(전류계) 또는 최소 어드미턴스(전압계)를 나타낼 때, 측정

크기는 발진 수준의 적절한 추정이라고 생각할 수 있다.

이 크기가 최적화 단계에 시작값으로 취해진다.

2. 최적화, 이는 발진의 크기와 주파수를 결정한다.

최적화 단계에서, 발산 문제를 피하기 위해, 발진 주파수의 적당한 추정값이 필

요하다.

25

Nonlinear intercept

Nonlinear intercept 해석은 자동적으로 3rd order Intercept Point(IP3)을 측정한다. 이 해석을 위해

서는 IPS 소스 요소가 회로의 입력에 붙여져야 한다. 시뮬레이터는 기본파와 세 번째 하모

닉 이득 곡선을 찾기 위해 회로 요소의 소스 파워를 훑어 IP3 를 계산하다.


Frequency 1 3rd order intermodulation intercept point 를 찾는데 사용되는 두 파 중 첫번째 파의 주파수

Tones

Frequency 2 3rd order intermodulation intercept point 를 찾는데 사용되는 두 파 중 두번째 파의 주파수


Nonlinear intercept Options

26




Convergence algorithm

The options are:

•Newton-Raphson •Shamanski •Krylov

Oversampling


Source stepping The options are:

•Large •Small

Compression factor 앞으로 개발될 것이다 . Comperssed Transient 해법에 관계된 것으로 1.6 판에서는 실행되지 않는다.

Error report The options are:

•Off •Prints •Debug prints

이 난을 체크하면 시뮬레이션 동안 수렴 오차값을 보여주는 메시지가 출력된다.

Compute DC 이 선택사항은 Envelope 해석에서 특히 중요하다. Envelope 시뮬레이션은 기본적으로 변조 신호에 관한 시간 영역 해석이다 . 따라서, 두 가지 가능성이 있는데 , 하나는 DC 바이어스가 정해진 후 변조 과도 해석이 시작되는 것과 다른 하나는 이 둘이 동시에 시작되는 것이다. 기본값으로는 변조전에 DC 바이어스를 계산하도록 되어있다.


Use continuation During sweep

변수 스윕 시뮬레이션 동안, 시뮬레이터는 이 난이 체크되어 있다면 앞에서 얻은 해를 사용한다. 이 난이 체크되어 있지 않다면 , 시뮬레이터는 회로를 훑어가면서 풀어간다. 따라서, 이 난이 체크되어 있다면 속도가 더 빠르다.

Options Minimum virtual Conductance

이는 수렴 문제를 피하기 위해 솔버에 의해 노드(node)에 들어갈 수 있는 가장 작은 conductance 이다. 이 값은 시뮬레이션 결과에 영향을 주지 않을 만큼 충분히 작아야 한다. 기본값은 1E-8 이지만, 더 큰 정확도가 필요한 특별한 경우에는 작게 할 수 있다 . 비록 이것이 수렴 문제를 야기시킬 수 있다고 하더라도. 값을 변화시키려면 문자 필드에 새 값을 입력하면 된다.

27

Nonlinear bifurcation


Nominal frequency 입력 주파수의 기본값 Frequency spectrum

Number of harmonics 포함되는 하모닉스의 개수

Bifurcation type Bifurcation 해석은 세 가지 형태로 수행된다.

• Direct : 진폭 도약이나 발진 잠김의 경계를 찾을 때 • Inverse : 회로의 주파수가 나눠지는 영역을 찾을 때 • Hopf : 어느 입력이 spurious 를 발생시키는

지 알고자 할 때

Frequency range min 해석하려는 회로의 작동 주파수 영역의 가장 작은 값.

Frequency range

Frequency range max 해석하려는 회로의 작동 주파수 영역의 가장 큰 값.

28

Nonlinear bifurcation Options




Convergence algorithm The options are:


Oversampling



•Large •Small


Compression factor 앞으로 개발될 것이다 . Comperssed Transient 해법에 관계된 것으로 1.6 판에서는 실행되지 않는다.

29



이 난을 체크하면 시뮬레이션 동안 수렴 오차값을 보여주는 메시지가 출력된다.

Compute DC 이 선택사항은 Envelope 해석에서 특히 중요하다. Envelope 시뮬레이션은 기본적으로 변조 신호에 관한 시간 영역 해석이다 . 따라서 , 두 가지 가능성이 있는데, 하나는 DC 바이어스가 정해진 후 변조 과도 해석이 시작되는 것과 다른 하나는 이 둘이 동시에 시작되는 것이다 . 기본값으로는 변조전에 DC 바이어스를 계산하도록 되어있다.

Use continuation during sweep

변수 스윕 시뮬레이션 동안 , 시뮬레이터는 이 난이 체크되어 있다면 앞에서 얻은 해를 사용한다 . 이 난이 체크되어 있지 않다면 , 시뮬레이터는 회로를 훑어가면서 풀어간다. 따라서, 이 난이 체크되어 있다면 속도가 더 빠르다.

Minimum virtual Conductance

이는 수렴 문제를 피하기 위해 솔버에 의해 노드(node)에 들어갈 수 있는 가장 작은 conductance 이다. 이 값은 시뮬레이션 결과에 영향을 주지 않을 만큼 충분히 작아야 한다. 기본값은 1E-8 이지만, 더 큰 정확도가 필요한 특별한 경우에는 작게 할 수 있다 . 비록 이것이 수렴 문제를 야기시킬 수 있다고 하더라도. 값을 변화시키려면 문자 필드에 새 값을 입력하면 된다.

Bifurcation residual Determinant

Bifurcation equation order

Bifurcation equivalent phase

Initialization iterations

Dichotomy length

Probe amplitude offset factor 측정 크기의 시작값. 기본값 (Default value) = 1 이고 이는 0.2V 의 측정크기를 의미한다. 측정기 오프셋값을 0.1 로 맞춘다면 초기 측정 크기가 0.02V이다.

Probe amplitude step factor 측정 크기의 변화 간격. 기본값 = 1 이고 이는 0.2V씩 측정크기가 변함을 의미한다 . 측정 간격값을 0.1로 맞춘다면 측정 크기는 0.02V씩 변한다.

Path following sense The options are: • Clockwise • Counter-clockwise

Minimum path step factor

Options

Maximum path step factor

30

Nonlinear envelope

Xpedion 시뮬레이터는 Envelope Transient(ET) 해석 기술을 사용하여 복잡한 변조 신호들로

구동되는 아날로그 회로를 분석할 수 있다 . ET 해석은 임의의 변조 신호들로 구동되는 RF/

microwave 회로의 과도 상태와 정상상태, 둘 모두를 계산할 수 있다. 모든 형태의 변조(진폭 ,

주파수, 위상 변조)가 고려된다.

ET 해석에서, 임의의 신호는 carrier dynamics 에 더하여 modulation dynamics(또는 envelope)로

구성되어있다고 가정된다. Modulation dynamics 가 시간 영역에서 다뤄지는데 반해서, carrier

dynamic 는 주파수 영역에서 다루어진다.

그러므로 , ET 는 시간영역의 적분기술(신호의 modulation 부분에 대하여)과 HB 기술(carrier 부

분에 대하여 )의 혼합시킨 것이다 . ET 는 임의의 저주파 신호를 다루는 시간 영역 기술만큼

효과적이고, 고주파 신호와 회로를 다루는 HB 만큼 효과적이다. ET 는 실제 세계 RF 변조

신호들에 대해 회로 수준과 회로-시스템 수준이 혼합된 시뮬레이션이 가능하게 함으로써 전

통적인 시뮬레이션 기술을 대체하고 있다.

특징들 가운데, ET 는 다음과 같은 시뮬레이션을 가능하게 한다.

•Transient response for high-frequency amplifiers

•Oscillator and PLL power, phase and frequency build up

•Distortions of modulations of any kind (FDMA, TDMA, CDMA) including ACPR and NPR

•RF pulse regimes

이 해석 방법은 시간영역에서 carrier 의 복잡한(진폭과 위상 , 또는 I 와 Q) 변조 인벨로프를

표본화하고, 각 인벨로프 시간 표본에 대한 carrier 와 그 하모닉스의 불연속 스펙트럼을 계

산한다. 시뮬레이터의 출력은 시변화 스펙트럼이다 . 이로부터, 원하는 기본 반송파나 그 하

모닉스를 골라내고 시간에 대한 진폭과 위상을 그리는데 수월해진다.

31


Tone Envelope analysis 를 실행하기 위해서는 기준 carrier 주파수가 필요하다 . 3 개까지 기준 carrier 주파수를 정의할 수 있다 . 이 파들은 회로에서 신호 발생기가 사용할, 또는 발진기 해석을 시작하는 주파수를 결정한다. 더 자세한 사항은 Configuring for multi-tone analysis

Frequency [tone 1, 2 or 3] 선택된 파의 주파수

Carrier frequency spectrum

Harmonics in tone [x] 회로가 비선형으로 분석된다면 , 기준 carrier 주파수는 carrier 하모닉스와 인터모쥴레이션을 조합하고 발생시킨다. 이 때, 각 기준 carrier 주파수에 대한 하모닉스의 최대 개수를 결정할 필요가 있다. 일반적으로 5 에서 10 사이가 충분하다.

Define a specification variable 변수 정의하기(Define a specification variable)

32

[Type of modulation] Envelope 해석을 실행시키려면 사용자는 변조 형태를 선언해야 한다 . 이것은 회로에 들어가는 신호에 따라 결정된다. 변조 형태 선언에는 두 가지가 있다. Periodic 과 Aperiodic 중 하나를 선택한다. Periodic 은 주기적인 데이터에 의해 변조된 신호를 시험할 때 사용된다. Aperiodic 은 시간영역에서 과도 효과를 살펴볼 때 사용된다 . Aperiodic 변조는 신호 스펙트럼을 계산할 수 있지만, 얻어진 불연속 스펙트럼이 매 표본시간마다 반복된다고 가정한다.

Modulation frequency 모든 변조 신호의 스펙트럼을 계산하기 위한 분해 주파수. Hz 로 표현된다.(Periodic)

Number of harmonics 모든 변조 신호의 스펙트럼을 계산하기 위한 주파수 샘플의 개수. 이들 주파수 샘플은 분해 주파수의 하모닉스에 상응한다. 하모닉스의 개수는 변조 샘플링 과정을 결정한다.(Periodic)

Max number of periods 변조 신호가 표본화되는 과정에서 분해 주파수의 최대 period 개수. 초(sec)로 표현된다. 정상상태 응답을 보고자할 때는, 이 매개변수는 의미가 없다.(Periodic)

Max sampling step 변조 표본화 단계. 초로 표현.(Aperiodic)

Modulation

Sampling time 표본화 시간(회로가 시험될). 초로 표현(Aperiodic)

Define an oscillator analysis

[Type of oscillator] Free, Locked, or VCO 중 선택. Locked 는 회로내 INJVS 측정기가 필요하고 , VCO 는 VCOCTRL 측정기가 필요하다.

Nonlinear envelope Options

33




Convergence algorithm The options are:


Oversampling



•Large •Small

Compression factor 앞으로 개발될 것이다. Comperssed Transient 해법에 관계된 것으로 1.6 판에서는 실행되지 않는다.



Compute DC 이 선택사항은 Envelope 해석에서 특히 중요하다. Envelope 시뮬레이션은 기본적으로 변조 신호에 관한 시간 영역 해석이다 . 따라서, 두 가지 가능성이 있는데, 하나는 DC 바이어스가 정해진 후 변조 과도 해석이 시작되는 것과 다른 하나는 이 둘이 동시에 시작되는 것이다. 기본값으로는 변조전에 DC 바이어스를 계산하도록 되어있다.

Use continuation during sweep

변수 스윕 시뮬레이션 동안, 시뮬레이터는 이 난이 체크되어 있다면 앞에서 얻은 해를 사용한다. 이 난이 체크되어 있지 않다면 , 시뮬레이터는 회로를 훑어가면서 풀어간다 . 따라서, 이 난이 체크되어 있다면 속도가 더 빠르다.


Solution estimate

Minimum virtual Conductance

이는 수렴 문제를 피하기 위해 솔버에 의해 노드(node)에 들어갈 수 있는 가장 작은 conductance 이다. 이 값은 시뮬레이션 결과에 영향을 주지 않을 만큼 충분히 작아야 한다. 기본값은 1E-8 이지만 , 더 큰 정확도가 필요한 특별한 경우에는 작게 할 수 있다. 비록 이것이 수렴 문제를 야기시킬 수 있다고 하더라도 . 값을 변화시키려면 문자 필드에 새 값을 입력하면 된다.

Modulation algorithm

Options

Envelope memory length

34

Envelope integration order

Envelope interpolation order

Compute envelope steady state

Periodic 변조 형태가 선언되면, 정상상태 계산 플랙(flag)이 체크되어있지 않아도 변조 신호 스펙트럼은 계산된다 . 정상상태 계산 플랙이 체크되어 있으면 , 출력 스펙트럼을 검사하기 전에 과도 상태가 소멸되었는지 증명해야 한다 . 과도 신호의 잔여 총량은 시뮬레이션 종료시 데스크 탑 윈도우에 표기된다.

Nonlinear envelope Oscillator Options

Nonlinear carrier Osillator Options 참조

Nonlinear noise

35

Tasks 정의하기

Tasks

Tasks 는 어떤 프로세스가 시뮬레이션의 일부분으로써 수행될 지 결정한다. 하나 이상의 task

가 동시에 결정될 수 있고, task 는 크고 끄는게 가능하다. Task는 선택사항이며, 아무것도 정

의하지 않으면 기본(Nominal)이 사용된다.

Task 설명

Nominal 기본

Sweep

Tune 다른 변수값에 대하여 실행할 해석군 조정하기 • 변수는 소자 parameter와 관계가 있어야 한다. • 해석은 미리 정의되어야 한다.(specification variables 영역에서) • 스윕변수는 범위, 간격(step) 또는 점의 개수 , 값 목록에 의하거나 , 변수값

목록을 가지는 파일에 의해 정의된다. • 변화는 선형이거나 로그변화일 수 있다. • 첫번째가 다른 것(nested sweep)을 포함하거나 한번에 모든 변수가 증가하

는 경우(unnested sweep), 여러 개의 스윕이 동일 해석에서 정의될 수 있다. 두 번째 경우에서 모든 스윕 변수는 같은 수의 값으로 정의되어야 한다.

이 해석의 출력은 선형 해석 출력의 집합이다 . 각 집합은 해석에서 사용된 변수값(이름, 수, 값)에 따라 진행된다. 회로를 해석할 때, 다량의 정보가 실제 회로 시뮬레이션에 앞서 시뮬레이터에 의해 컴파일된다. 시뮬레이터는 회로형태를, 회로내 소자에 대한 모든 값을 담당한, 구성하고 해석의 요구를 조직한다. Tune Task option 을 통해 선처리과정을 피하고 시뮬레이션 시간을 줄일 수 있다. Tune Task 는 앞의 해석이 선처리되었으며 매개변수값을 약간만 바꾸려한다고 가정한다 . 동일한 회로형태와 해석요구를 가지는 새로운 시뮬레이션이 실행된다.

Monte Carlo Monte Carlo 과정은 수백개의 회로 , 각각 선택한 구성물에서부터 뽑은 매개변수로 각 부분을 분류한 ,로 구성된 것을 에뮬레이트한다. 이것은 회로의 신뢰도를 평가한다. 절대적인 또는 상대적인 톨러런스를 사용할 수 있고, 보통 또는 선형 분산, 연계되어 있거나 그렇지 않아도,을 선택할 수 있다. Monte Carlo 해석은 복잡한 상황에서 결정을 돕는 일반적인 기술이다. 설계 결정은 동시에 여러 요소들에 대한 불확정성으로 가득찬 상황에서 이루어진다. 이런 사실 때문에 설계자들은 모든 입력이 확실히 알려졌다고 가정하는 컴퓨터 모델 기반의 추천을 신뢰하지 않는다 . 입력에 대한 주요한 불확정성이 존재하는 한, 컴퓨터나 스프레드쉬트 해석의 분명한 정확성은 위험할 수 있다. 스프레드쉬트 모델이 고정되었다고 가정한 입력에 기반한 잘못된 결과를 낳을 때, 이 모델을 “deterministic model”이라고 한다. Deterministic model은 변수들간의 관계를 이끌어내는데 유용하다. 툴들을 복잡한 결정이 상황을 만드는데 사용하는 것은 좋지 않다. 실제 사업에서 포함된 대부분의 중요한 요소는 확실하게 알려져있지 않다. 그러나, 경험많은 설계자들이 완전히 모르지

36

는 않는다 . 그들은 요소가 취할 수 있는 가능한 값의 범위를 경험을 통해 결정할 수 있다. 또한, 그들은 대개 발생확률을 계산하려 할 것이다 . 실제 설계는 불확실한 상황에서 이루어진다. 이러한 불확실한 상황에 대한 시뮬레이션에는 “stochastic model”이 필요하다 . Stochastic model 은 포함된 불확실성을 고려하고 단일값으로써가 아닌 가능한 답의 분산으로써 답을 준다. 이 답의 분산 매개변수가 결정에 내재된 위험을 측정한다.

Yield 이 테스크는 정의된 해석 성질에 기반한 수율을 계산한다. 절대적/상대적 톨러런스를 사용할 수 있고, 연계되어 있든 아니든, 보통 또는 선형 분산에서 선택할 수 있다.

Optimization Optimization 은 사용자 정의 비용 함수를 최소화하기 위해 매개변수들을 수정할 수 있는 과정이다. 비용 함수는 현재와 이후의 회로 성능 차이를 계산할 수 있다 . Optimization 은 감도 해석에서 선택된 , 그리고 한 영역내의 불연속이거나 연속인 값으로 정의된 매개변수의 집합에 대해 작용한다.

Linear Modeling

Non-linear Modeling

Sweep task

Option Description

Configured Sweep

스윕 시뮬레이션이 실행될 때 이 목록에 오른 변수들이 스윕된다 . 여러 개의 변수가 하나의 시뮬레이션에서 스윕될 수 있다.

Available sweep Variables

스윕할 변수를 선택할 수 있는 목록이다 . 일단 선택되면 , “Configured sweep”목록에 표시된다.

Nest sweeps 이 난이 체크되면, 변수는 nested 형태로 스윕된다. 즉, variable1 의 각 값에 대해서 variable1 값이 다음 단계로 증가하기 전에, variable2 의 모든 범위를

37

스윕한다 . 이 난이 체크되지 않으면 각 변수가 동시에 증가한다. 즉, variable 1 과 variable2가 초기값에서 시작하여 다음 단계, 그 다음 단계로 동시에 증가하면서 스윕된다.

Tune task

Option Description

Nominal

Tune

Coarse

Fine

Scale

Auto Run Mode

Run

Reset

Save

Close

Schematic

Part

38

Property

Root

Tune Prop

Erase Prop

Monte Carlo task

Option Description

Number of trials 계산에 사용되는 시행 횟수.

Output element values

Yield task

Yield 해석은 가능한 또는 가능하지 않은 단위의 백분율을 결정한다. 이 과정은 주어진 확률

분포 함수에서 기본값(nominal value)에 관한 임의값을 Yield 변수값으로 하고 , 주어진 시행

횟수만큼 회로를 시뮬레이션한다 . 성공과 실패 횟수가 기록되고 Yield 추정을 계산하는데 사

용된다.

Option Description

Number of trials Yield 과정에서 사용될 시행 횟수.

Confidence level (%) 추정치가 주어진 영역내에 있을 확률을 표현한 백분율.

Confidence delta (%) 가능한 변수 총량을 표현한 백분율.

Maximum number of iterations

Optimization task

39

Task Option Description

Conjugate gradient

Conjugate gradient 방식은 1 계 미분에 기반한 최적화 방식이다. 최적화 변수에 대한 목적 함수 미분이 각 반복(iteration)마다 계산된다. 반복과정은 수렴하거나 최대 반복수에 도달하면 그친다. 시행 횟수(number of trials)를 0 으로 하면, 매개변수에 대한 시작값은 대표값(nominal value)이다. 시행 횟수를 양수로 선택하면, 최선의 초기 매개변수값이 무작위로 선택될 수 있다.

Optimization method

Random 이는 최소 자승 오차 함수를 이용한 무작위 찾기 방법이다.

• 주어진 범위에서 매개변수값은 무작위로 선택된다. • 해석과정에서 매개변수의 각 집합에 대해 Goal 이 계산된

다. • 이 과정은 최대 시행횟수에 도달할 때까지 반복된다. • 시행횟수는 사용자에 의해 정의된다. • 최선의 Goal 최소화를 주는 매개변수 집합이 최적화 결과. • 최대 반복횟수는 사용자에 의해 정의된다. • 무작위 최적화를 통해 전체적인 최소값에 이를 수 있다.

그러나, 정확도는 제한받는다.

40

Quasi-Newton Quasi-Newton 방식은 1 계 미분에 기반한 최적화 방식이다. 최적화 변수에 대한 목적 함수 미분이 각 반복마다 계산된다. Quasi-Newton 최적화 방식은 BFGS(Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno)를 이용한 2 계 미분을 계산하는 방식이다. 이 반복과정은 수렴하거나 최대 반복 횟수에 도달하면 그친다.

• 시행 횟수를 0 으로 하면, 매개변수에 대한 시작값은 대표 값(nominal value)이다.

• 시행 횟수를 양수로 조정하면, 최적의 초기 매개변수값이 무작위로 선택된다. • 각 반복마다 매개변수는 Goal에 좀 더 잘 맞도록 주어진 범위내에서 Goal의 미분에 따라 수정된다. • 과정은 최대 반복 횟수에 도달하거나 모든 Goal이 증명될 때까지 반복된다. • 최대 반복 횟수는 사용자에 의해 정의된다. • 이 최적화 방식의 정확도는 임의 방식에 의한 것보다 좋지 만, 결과는 지협적인 최소값이다.

Hybrid 정확하게 전체적인 최소값을 계산하기 위해 무작위 방식으로 시작해서 Quasi-Newton 방식으로 이어가는 두 방식의 혼합 최적화 방식이다. 무작위 방식과 Quasi-Newton 방식이 수렴하거나 최대 반복 횟수에 도달할 때까지 번갈아 사용된다.

• 시행 횟수는 각 단계에 대한 최대 무작위 반복을 결정한다.

• 반복 횟수는 각 단계에서 최대 Quasi-Newton 반복을 결정 한다.

• 이 최적화 방식에 대한 매개변수는 최대 시행 횟수와 최대 반복 횟수이다.

Powell Powell 방식은 Conjugate gradient 알고리즘의 미분없는 버전이다. 이 방식에서, 목적 함수는 목적 함수의 기울기에 의존하지 않는 과정에 의해 발생된 켤레 방향의 집합을 따라 초기값을 이동시킴으로써 최소화된다.

• 반복과정은 수렴하거나 최대 반복횟수에 도달하면 그친다. • 시행 횟수가 0 이면 매개변수 시작값은 대표값이다. • 시행 횟수가 양수이면 최적의 시작 매개변수값이 무작위로 선택된다.

Simulated annealing

Simulated annealing 방식은 열탕에서 기계 시스템의 에너지 분산을 묘사하는 분산을 표본화한다. 최적 문제의 목적 함수는 이런 시스템의 에너지 함수라고 생각한다. 이 방식에서, 두 개의 무작위 과정이 조합되는데, 하나는 무작위 제비수를 계산하는 것이고, 다른 하나는 무더기에서 온도를 감소시키는 것이다.

• 이 경우 시행 횟수는 최대 제비 개수이다. • 반복 횟수는 제비 무더기에서 제비를 뽑는 최대 횟수이다.

41

Simulated diffusion

이 방식은 Simulated Annealing 방식에서 파생된 것으로, 기울기를 사용하여 향상시켰고 일반적으로 좀더 나은 최적화를 시킬 수 있게 한다. 이 방식에서, 두 개의 무작위 과정이 조합되는데, 하나는 무작위 제비수를 계산하는 것이고, 다른 하나는 무더기에서 온도를 감소시키는 것이다.

• 이 경우 시행 횟수는 최대 제비 개수이다. • 반복 횟수는 제비 무더기에서 제비를 뽑는 최대 횟수이다.

Number of trials 최적화 과정에서 사용될 시행 횟수

Maximum iterations 최적화 과정에서 사용될 수학적인 반복 횟수

1 Error = |Error1+Error2...+ErrorN|

2 (least squares) Error = ((Error12)+(Error22)...+(ErrorN2))^(½)

3 Error = ((Error13)+(Error23)...+(ErrorN3))^(1/3)

4 Error = ((Error14)+(Error24)...+(ErrorN4))^(¼)

5 Error = ((Error15)+(Error25)...+(ErrorN5))^(1/5)

Error function

infinity (miniMax) Error = (Max(Error1, Error2, ..., ErrorN) (minmax function)

Option Description

Minimum error Error function 이 이 값보다 작은 값을 나타내면 최적화가 멈춘다.

Derivative method 이 매개변수가 one side 이면, 미분은 f(x)와 f(x+Dx)를 이용하여 계산된다. 이 매개변수가 two sides 이면, 미분은 f(x+Dx)와 f(x-Dx)를 이용하여 계산된다. 이 경우 미분값이 더 정확하지만 시간이 두 배로 소요된다.

Normalized derivative delta

미분값 계산에 사용되는 Dx 값을 결정하는 매개변수다 . Dx 는 x*delta 와 같고, x는 매개변수에 대해 표준화된 값이다. 일반적인 경우 기본값이면 충분하다.

42

Linear Modeling task

Option Description

Configured Sweep

Configured Input

Configured Output

Available Sweep

Available Input

Available Output

From File

Data File Name

Read Data File

Build Model

Model Name

More 클릭하면 아래와 같은 창이 뜬다.

Maximal Number of Iterations : Overestimation :

43

Non-linear Modeling task

44

Analysis Properties 선택하기

Overview

해석 특성은 미리 결정된 성능 기준을 만족시키기 위해 회로의 성능을 수정하는데 사용된다 .

시뮬레이터는 계산된 응답과 필요한 응답을 비교하고, 설계 변수를 조정하여 계산된 응답을

필요한 것에 근접시킨다.

다시 말하면 , 회로의 반응은 무엇인가(performance), 어떠해야 하는가(specification)를 계산하고 ,

해석을 통해 원하는 상태(goal)에 얼마나 근접시킬 수 있는지를 결정한다.

Term Definition

Performance 측정기를 통해 모은 정보에 따라 계산된 시뮬레이션 결과를 통해 회로의 반응을 측정한 것이 회로 설계에 옮겨진다.

Specification 회로의 특징적인 전기적 반응값을 요구한다.

Goal Specification 과 performance 사이의 관계

Performances

Performances 는 회로 반응의 측정이다. 이것은 시뮬레이터에 의해 발생한 데이터(결과)로부

터 계산된 표현으로 정의된다. 생성된 결과는 다음에 따라 결정된다.

• 선택된 해석 형태

• 결과에 행해진 task 또는 transformation

• 도면에 삽입된 probes

Expression 은 operators 와 operands 의 혼합으로 구성된다. Expression 을 구성하는 일반적인 규

칙은 다음과 같다.

• Expression 은 수치적인 값, 변수, 매개변수 목록에 있는 함수들로 구성된다.

• 수치적인 값, 변수, 함수는 산술 operator로 구분되어야 한다.

• Expression 에 사용된 변수는 회로 설계에서 미리 정의되어야 한다.

• 수치적인 값, 변수, 함수에 의한 리턴값은 integer, double 또는 complex type 이어야 한다.

• 중간 계산값은 complex type 이다.

• Expression 의 최종결과는 적절한 type, double 이나 integer로 변환된다.

• Expression 은 case insensitive 이다.

• Expression 에서는 오직 괄호( )만 허락된다. { } 또는 [ ]는 안된다.

Example

real( S(1.1) / (2. * sqrt(2)))

도면상이나 specification variable 에서 정의된 변수들은 performance expression 에 사용된다. 다

45

른 performance 를 정의하는 expression 에 하나의 performance 명칭을 사용하는 것은 지원되지

않는다. Performance 는 선택된 해석 형태에 따라 다르다.

Arithmetic operators

Operator Name Result type Operand types

+ Sum Complex int, double, or complex

- Difference Complex int, double, or complex

* Multiplication Complex int, double, or complex

/ Division Complex int, double, or complex

Mathematical functions

Functions with one variable

Function name

Function Operand types Description

abs y=abs(x) X int, double or complex y double

y is the absolute value of x Equivalent to 'mag'

acos y=acos(x) X int, double or complex y complex

Trigonometric function

arg y=arg(x) X complex y double

y value is in radians (-π, π) x = | x | e jy

asin y=asin(x) X int, double or complex y complex


atan y=atan(x) X int, double or complex y complex


conj y=conj(x) X complex y complex

x = a + jb y = a – jb

cos y=cos(x) X int, double or complex y complex

Trigonometric function x value is in radians

DB y=DB(x) X int, double or complex y double

y = 20log10(|x|)

exp y=exp(x) X int, double or complex y complex

y = ex

imag y=imag(x) X complex y double

x = a + jb y = b

46

log y=log(x) X complex y complex

y = ln(x)

log10 y=log10(x) X complex y complex

y = log10 (x)

mag y=mag(x) X int, double or complex y double

Equivalent to 'abs' y is the absolute value of x

phase y=phase(x) X complex Y double

Equivalent to 'angle' x = | x | e jy y value is in degrees

real y=real(x) x complex y double

x = a + jb y = a

sin y=sin(x) x int, double or complex y complex


sqr y=sqr(x) x int, double or complex y complex

y = x2

sqrt y=sqrt(x) x int, double or complex y complex

xy =

tan y=tan(x) x int, double or complex y complex


w2dBm y=w2dbm(x) x int, double or complex y double

y = 10log10(1000|x|) if |x| = 0; y = 1.00e-10

Functions with two variables

Function name


complex y=complex(a,b) a,b int or double y complex

y = a + jb

err y=err(x,z) x,z int, double or complex y complex

zzx

y−

=

gain y=gain(x,z) x,z double or complex y double

z

xy =

gaindB y=gaindb(x,z) x,z double or complex y double

zx

y 10log20=

magerr y=magerr(x,z) x,z int, double or complex y complex

z

zxy

−=

magmax y=magmax(x,z) x,z int, double or complex y complex

jdczjbax +=+= ,

<>

=)()(

caifzcaifx

y

magmin y=magmin(x,z) x,z int, double or complex y complex

jdczjbax +=+= ,

47

><

=)()(

caifzcaifx

y

max y=max(x,z) x,z int, double or complex y double

jdczjbax +=+= ,

<>

=)()(

caifcaifa

y

min y=min(x,z) x,z int, double or complex y double

jdczjbax +=+= ,

><

=)()(

caifccaifa

y

pgaindB y=pgaindb(x,z) x,z double or complex y double

z

xy 10log10=

pow y=pow(x,z) x,z double or complex y complex

y = xz

Functions of n variables

Function name


ifge y=ifge(a,b,x,z) y complex x,z complex a,b double

<≥

=)()(

baifzbaifx

y

ifgt y=ifgt(a,b,x,z) y complex x,z complex a,b double

≤>

=)()(

baifzbaifx

y

ifle y=ifle(a,b,x,z) y complex x,z complex a,b double

>≤

=)()(

baifzbaifx

y

iflt y=iflt(a,b,x,z) y complex x,z complex a,b double

≥<

=)()(

baifzbaifx

y

poly y=poly(x,n,a0, a1, a2,&ldots;, an)

y complex x complex n int a0, a1, a2,&ldots;, an - double

nn xaxaxaay L+++= 2

210

Analysis-specific functions

다음은 해석상 회로에서 정의된 측정기로부터 얻은 데이터에 접근하기 위해 performance ex-

pression 에 사용되는 해석 고유 함수(analysis specific function)이다 . 고유 함수의 명칭은 측정

기 명칭 <ProbeName>으로 구성된다.

전력 측정기 명칭은 보통 다음의 확장명을 갖는다.

48

Filename extension

Conventional meaning

.c Current

.v Voltage

.y Admittance

.z Impedance

DC and AC small signal analyses

Function name Function Operand types Description

CurrentProbeName Y=<CurrentProbeName>( ) y complex Current

PowerProbeName Y=<PowerProbeName>( ) y complex Power

PowerProbeName.c Y=<PowerProbeName.c>( ) y complex Current

PowerProbeName.v Y=<PowerProbeName.v>( ) y complex Voltage

PowerProbeName.y Y=<PowerProbeName.y>( ) y complex Admittance

PowerProbeName.z Y=<PowerProbeName.z>( ) y complex Impedance

VoltageProbeName Y=<VoltageProbeName>( ) y complex Voltage

Nonlinear analyses

세 개의 매개변수(m,n,p)는 측정 주파수를 정의하기 위한 기본파의 하모닉 개수와 관계있다.

단일파(f1) 해석의 경우:

frequency = m* f1

이중파(f1, f2) 해석의 경우:

frequency = m* f1+n* f2

삼중파(f1, f2, f3) 해석의 경우:

frequency = m* f1+n* f2+ p* f3

Function name Function Operand types Description

CurrentProbeName y=<CurrentProbeName>(m,n,p ) m,n,p int y complex

Current

domain.nlin_freq y= domain.nlin_freq(m,n,p) m,n,p int y complex

Frequency imag(y)=0.0

PowerProbeName y=<PowerProbeName>(m,n,p) m,n,p int y complex

Power

PowerProbeName.c y=<PowerProbeName.c>(m,n,p) m,n,p int y complex

Current

PowerProbeName.v y=<PowerProbeName.v>(m,n,p) m,n,p int y complex

Voltage

PowerProbeName.y y=<PowerProbeName.y>(m,n,p) m,n,p int y complex

Admittance

PowerProbeName.z y=<PowerProbeName.z>(m,n,p) m,n,p int y complex

Impedance

VoltageProbeName y=<VoltageProbeName>(m,n,p ) m,n,p int Voltage

49

y complex

Linear S parameter analysis

Function name


G y=G(a,b,c,d) a,b,c,d double y complex

GA y=GA(a,b) a,b double y complex

GAMMAL y= GAMMAL (a,b) a,b double y complex

GAMMAS y= GAMMAS (a,b) a,b double y complex

GMAX y=GMAX() y complex

GP y=GP(a,b) a,b double y complex

K y=K() y complex Stability factor

MSG y=MSG() y complex

S y=S(i,j) i.j int y complex

VSWR y=VSWR(i) i int y complex

Linear noise analysis

다음은 S-parameter 해석에서 정의된 모든 함수에 첨가되어 사용가능한 함수들이다.

Function name


CORR y=CORR(i,j) i,j int y complex

GN y=GN( ) y complex

N y=N( ) y complex

NF y=NF(i,j) i,j int y complex

NFMIN y=NFMIN( ) y complex

RN y=RN( ) y complex

SOPT y=SOPT( ) y complex

YOPT y=YOPT( ) y complex

ZOPT y=ZOPT( ) y complex

Variables Editor 에서 방정식 변수를 정의하는데 사용된 expression 과 performance 를 정의하는

데 사용된 expression 은 매우 유사하다. Performance 로 정의된 것은 해석 결과를 사용할 수

있다는 것이 다르다(변수로 정의된 것은 사용할 수 없다). 다른 모든 면에서는 이들은 같은

능력을 가진다.

50

Specifications

Specification 은 시뮬레이션이 완료된 후 시뮬레이터가 생성시킬 기대 performance 값을 정의

한다. Specification 은 다음의 세 가지 요소에 의해 정의된다.

• 명칭

• Specification 변수값 목록

• 값 목록

두 목록의 항목수는 같아야한다.

Exmple

magS12

[10G, 19G, 20G, 30G, 40G]

[0, 0, 1, 1, 0.5]

위의 예에서 magS12 의 기대값은 10G 와 19G 사이에서 0, 20G 와 30G 사이에서 1 이고 30G

와 40G 사이 범위에서는 0.5 간격씩 선형적으로 증가할 것이다.

정의된 영역외의 specification 값은 상수이고 경계값과 같다.

정의된 영역내의 specification 값은 정의되지 않은 값이 요구될 때 삽입된다.

특별한 설계에 specification 을 응용하는 것은 specification 변수값에 의해 작동된다. 시뮬레이

션 중 , 시뮬레이터는 각각의 specification 변수값의 performance 를 계산하고, specification 값과

결과가 일치하는지 비교한다. 직접 정의된 값이 없으면, 결과는 내삽 또는 외삽값과 비교된

다. 이런 이유 때문에, 첫째 목록에 주어진 specification 변수값은 specification 변수 목록에

포함되어야 한다.

51

Goals

Goal 은 performance 와 specification 을 연결시킨다 . Yield 해석이나 최적화시 , Goal 은 회로 성

능(performance)과 기대 성능(specification)을 비교하는데 사용된다.

Goal은 다음에 의해 정의된다.

• 명칭

• Performance 명칭

• 비교 오퍼레이터(미만, 초과, 같은 : <, >, = )

• Specification 명칭

• 가중치(weight). 가중치는 여러 Goal이 정의될 때 사용된다.

Example

goal2 : obtained_MAGS21 = desired_MAGS21 , 1

Performance 는 여러 Goal에서 나타난다, 예를 들어 :

goal3 : obtained_MAGS21 > min_MAGS21 , 1

goal4 : obtained_MAGS21 < max_MAGS21 , 1

Documents

GoldenGate/Sim User’s guide - (주)씨엠에스를 방문해 주셔서 · PDF file · 2004-03-29GoldenGate/Sim User’s guide CMS Technologies, Inc. 경기도 성남시 분당구