如何挑選合適的電路仿真軟件工具

微電子及集成電路技術(shù)發(fā)展日新月異，離不開EDA電子電路仿真軟件的支持。每天不知有多少電路設(shè)計及驗證者，使用著各種電路仿真軟件工具。俗話說，工欲善其事必先利其器，如何挑選合適的電路仿真軟件工具?是決定工作效率的一個關(guān)鍵。對于市場上各類電路仿真軟件工具，工程師至少要做到知己知彼，什么樣的電路仿真軟件工具適合什么樣的電路設(shè)計?各種電路仿真軟件工具的優(yōu)點及不足?本文為大家整理了常用的幾款電路仿真軟件工具，并對這些電路仿真軟件工具的優(yōu)缺點做了簡單比較。

一、Cadence

Cadence 公司是老牌的EDA工具提供商，采用Cadence的軟件、硬件和半導(dǎo)體IP，用戶能更快速向市場交付產(chǎn)品。Cadence公司創(chuàng)新的"系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)" (SDE)戰(zhàn)略，將幫助客戶開發(fā)出更具差異化的產(chǎn)品——小到芯片大至系統(tǒng)——涵蓋移動設(shè)備、消費電子、云數(shù)據(jù)中心、汽車、航空、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)應(yīng)用以及其他細分市場。

其電路仿真軟件Cadence Sigrity 2018版本包含了最新的3D解決方案，幫助PCB設(shè)計團隊縮短設(shè)計周期的同時實現(xiàn)設(shè)計成本和性能的最優(yōu)化。獨有的3D設(shè)計及分析環(huán)境，完美集成了Sigrity工具與Cadence Allegro技術(shù)，較之于當前市場上依賴于第三方建模工具的產(chǎn)品，Sigrity 2018版本可提供效率更高、出錯率更低的解決方案，大幅度縮短設(shè)計周期的同時、降低設(shè)計失誤風(fēng)險。此外，全新的3D Workbench解決方案彌補了機械和電氣領(lǐng)域之間的隔閡，產(chǎn)品開發(fā)團隊自此能夠?qū)崿F(xiàn)跨多板信號的快速精準分析。

Sigrity 2018最新版可幫助設(shè)計人員全面了解其系統(tǒng)，并將設(shè)計及分析擴展應(yīng)用到影響高速互連優(yōu)化的方方面面：不僅包括封裝和電路板，還包括連接器和電纜領(lǐng)域。集成的3D設(shè)計及分析環(huán)境使PCB設(shè)計團隊能夠在Sigrity工具中實現(xiàn)PCB和IC封裝高速互連的優(yōu)化，然后在Allegro PCB、Allegro Package Designer或Allegro SiP Layout中自動執(zhí)行已優(yōu)化的PCB和IC封裝互連，無需進行重新繪制。而直至今日，優(yōu)化結(jié)果導(dǎo)回設(shè)計軟件的流程始終是一項容易出錯、需要仔細驗證的手動工作。通過自動化該流程，Sigrity 2018最新版能夠降低設(shè)計出錯風(fēng)險，免去設(shè)計人員花費數(shù)小時重新繪制和重新編輯工作的時間，更能避免在原型送到實驗室之后才發(fā)現(xiàn)錯誤而浪費掉數(shù)天的時間。這不僅大大減少了原型迭代次數(shù)，更通過避免設(shè)計返工和設(shè)計延期而為設(shè)計項目節(jié)省大量的資金。

Cadence的電路仿真軟件的一個小缺點是，操作較為復(fù)雜，比較適合復(fù)雜板的開發(fā)。

二、Altium Designer

Altium Designer 是原Protel軟件開發(fā)商Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，主要運行在Windows操作系統(tǒng)。這套軟件通過把原理圖設(shè)計、電路仿真、PCB繪制編輯、拓撲邏輯自動布線、信號完整性分析和設(shè)計輸出等技術(shù)的完美融合，為設(shè)計者提供了全新的設(shè)計解決方案，使設(shè)計者可以輕松進行設(shè)計，熟練使用這一軟件使電路設(shè)計的質(zhì)量和效率大大提高。

Altium Designer 除了全面繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點外，還增加了許多改進和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設(shè)計的傳統(tǒng)界面，全面集成了FPGA設(shè)計功能和SOPC設(shè)計實現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計人員能將系統(tǒng)設(shè)計中的FPGA與PCB設(shè)計及嵌入式設(shè)計集成在一起。由于Altium Designer 在繼承先前Protel軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了FPGA設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計功能，Altium Designer 對計算機的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。目前最高版本為：Altium Designer 19.0.12。Altium Designer 的缺點是對復(fù)雜板的設(shè)計不及Cadence。

三、Proteus

Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件，支持電路圖設(shè)計、PCB布線和電路仿真。Proteus支持單片機應(yīng)用系統(tǒng)的仿真和調(diào)試，使軟硬件設(shè)計在制作PCB板前能夠得到快速驗證，不僅節(jié)省成本，還縮短了單片機應(yīng)用的開發(fā)周期。Proteus 是單片機工程師必須掌握的工具之一。

Proteus軟件分為ARES和ISIS模塊，ARES用來制作PCB，ISIS用來繪制電路圖和進行電路仿真。Proteus的缺點是，對電路的數(shù)據(jù)計算方面不足。

四、 Multisim

Multisim是美國國家儀器(NI)有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的電路仿真軟件工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。

在模電、數(shù)電的復(fù)雜電路虛擬仿真方面，Multisim是當之無愧的一哥。它有形象化的極其真實的虛擬儀器，無論界面的外觀還是內(nèi)在的功能，都達到了的最高水平。它有專業(yè)的界面和分類，強大而復(fù)雜的功能，對數(shù)據(jù)的計算方面極其準確。在電子競賽的學(xué)生中擁有廣泛 的粉絲，尤其是模擬電路時，用得最多的電路仿真軟件就是Multisim。同時，Multisim不僅支持mcu，還支持匯編語言和C語言為單片機注入程序，并有與之配套的制版軟件NI Ultiboard10，可以從電路設(shè)計到制板layout一條龍服務(wù)。

Multisim的缺點是，軟件過于龐大，對MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的專門的軟件。

五、Matlab電路仿真軟件包Simulink

Simulink是MATLAB中的一種可視化電路仿真軟件， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。使用MatlabSimulink的好處是：其數(shù)據(jù)處理十分有效、精細，運行速度較快;其數(shù)據(jù)的格式兼容性十分好，便于數(shù)據(jù)的后處理與分析，尤其是控制特性的研究分析。

Matlab的缺點在于Matlab是對理想模型的仿真，不能考慮非理性狀態(tài)下的情況。

六、TINA-TI

TINA 是一款易于使用但功能強大的電路仿真軟件，基于 SPICE 引擎。其研發(fā)者是歐洲D(zhuǎn)esignSoft Kft.公司,大約流行四十多個國家,并有二十余種不同語言的版本,其中包括中文版，大約含有兩萬多個分立或集成電路元器件。

TINA-TI 是由 DesignSoft 專為德州儀器 (TI) 而準備的。

TINA-TI 提供了 SPICE 的所有傳統(tǒng)直流、瞬態(tài)和頻率域分析以及更多。TINA 具有廣泛的后處理功能，允許用戶按照希望的方式設(shè)置結(jié)果的格式。虛擬儀器允許選擇輸入波形、探針電路節(jié)點電壓和波形。

TINA 的原理圖捕捉非常直觀 - 真正的"快速入門"。

對于用戶來說，Tina的界面簡單直觀，元器件不算多，但是分類很好，而且TI公司的元器件最齊全，當在Multisim找不到對應(yīng)的器件時，就會用到Tina來仿真。

Tina-TI的缺點是，功能相對較少，對TI公司之外的元器件支持較少。

七、Infineon Designer

Infineon Designer兼具模擬和數(shù)字電路仿真軟件功能，是一款在線工具，可實現(xiàn)在線仿真，設(shè)計產(chǎn)品原型。

Infineon Designer也是基于DesignSoft TINA產(chǎn)品。利用 Infineon Designer，工程師只需一個瀏覽器，便能為特定應(yīng)用找到相匹配的器件。整個仿真過程直觀、快速，無需安裝任何軟件或購買許可證。

主要涵蓋產(chǎn)品級、應(yīng)用級和系統(tǒng)仿真三個方面，包括基于參數(shù)搜索的產(chǎn)品查找器、應(yīng)用方案查找器以及系統(tǒng)仿真工具。支持16個產(chǎn)品查找器，適用于7000多款英飛凌產(chǎn)品。

免費簡單易用是這類在線仿真工具的優(yōu)點，缺點是功能不夠強大，支持的器件有限。