先進の電源システム用シミュレーション SIMetrix/SIMPLIS は 二 つ の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン コ ア ー が 選 択 で き る 回 路 シ ミ ュ レ ー タ で す 。 SIMetrix/SIMPLIS には通常の SPICE を基本としたシミュレータと同時に、革新的な SIMPLIS シミュレー タも備わっています。SIMPLIS はスイッチング電源回路用に設計されたアナログ部品レベルでのシミュレ ータです。SPICE と比較しておよそ 10 倍から 50 倍速く動作します。SIMetrix/SIMPLIS はまた、強力な 波形ビューワ、解析機能、柔軟で直感的な回路図入力ができ、全て一体として動作するように組み込まれ ています。 SIMetrix/SIMPLIS 概要 SIMPLIS の特長 z z z z ● SPICE より 10～50 倍高速な過渡解析 z z z z SIMPLIS 高速アナログシミュレータ 強化された SPICE とミックスモードシミュレータ 完全に一体化された階層構造の回路図入力 先進の波形ビューアを伴った SPICE と アナ・デジ混載シミュレータ シミュレーションの前、開始中、後での回路図との クロスプローブ ヒストグラム機能を伴ったモンテカルロ解析 先進の測定解析機能 プログラムやカスタム化ができるスクリプト言語 1 ● Periodic operating point (POP)解析で 直接スイッチング回路の定常状態を解析 ● AC 解析では平均化モデルなしに スイッチング回路の真の ゲイン/フェーズ特性が得られます ● 設計の検証が容易 電源回路の設計で実際にハードウエア制 作前にエラーがあるか検証 直感的な回路図入力 SIMetrix/SIMPLIS には、シミュレーションだけ専用に作られた回路図入力が組み込まれ、簡単 で直感的に使えるようになっています。 回路図の特徴 階層構造の入力 自動的に回路図の骨組を作るトップダウン方式 自動的にシンボルを作成するボトムアップ方式 グラフィカルシンボル編集 簡単で直感的な使用 カテゴリー別の部品のブラウザー インストールした SPICE モデルの表示 SPICE デバイスモデルの変換 先進の編集機能 ラバーバンド有・無のブロックの操作 スティムラスソースの対話形式の編集 マルチレベルでの undo シミュレータコマンド入力方法 対話形式か シミュレータコマンドウインドウから伝統的なコマンド入力 モデルのインポート機能 アーカイブや局所的な変更でデバイスモデルを自動的に回路図に インポート バス結合 階層を通しての結合 デジタルのクロスプロービングをサポート 2 SIMPLIS シミュレータ SIMPLISとは"SIMulation for Piecewise Lnear System"の頭文字を取ったもので、 電源のスイッチング回路を高速に解析す るモデルとして開発されました。 SPICE より 10～50 倍高速 SIMPLIS は電源のスイッチング回路解析 が最適になるように開発された回路シミ ュレータです。 SPICE のように部品レベル で動作するのですが、スイッチング回路 過渡解析では典型的に 10～50 倍の 高速で動作します。 上記の簡単なブーストコンバータで、SIMPLIS は 0.71 秒 ですが、SPICE では 52 秒かかります。 固有の解析モード 過渡解析と同様に、 SIMPLIS には SPICE を基本とした製品にはない二つの固有の解析モードを備えています。 一つは、Periodic operating point (POP)解析、POP 解析です。この解析は、過渡解析の開始状態を前も ってシミュレートすることなく、スイッチングの定常状態の動作点をすばやく特定します。このモードの 応用例はスイッチング電源での負荷過渡効果を調べる場合です。システムが平衡状態に達してたときに、 このような検討は意味がありますが、それには数千のスイッチングサイクルが必要です。POP 解析では、こ の平衡状態をたったの数サイクルで解きますので、全体のシミュレーション速度を劇的に高速化します。 二番目の固有の解析モードは小信号 AC 解析です。 SPICE のような一般的な アナログシミュレータにもこ のモードはあるのですが、使われている静的な方法では、スイッチング回路に適用できません。SIMPLIS の方法は平均化モデルを導くことなく、ゲインとフェーズをプロットする実際のハードで実施する周波数 掃引測定がエミュレートできます。 SIMPLIS はなぜそんなに速いのか？ SIMPLIS は SPICE が行うように非線形式を解くのではなく、 一連の直線の小片を使ってデバイスをモデル化 することで高速化を達成しています。このようにデバイスをモデル化することで、SIMPLIS は全体のシステ ムを直線の回路トポロジーを順番に回って解析します。これは、半導体デバイスがスイッチとして機能す るような典型的なスイッチング電源システムの正確な表し方になります。しかしながら直線システムでは、 SPICE が扱う非直線システムより、もっともっと速く解くことが出来ます。最終結果は正確で、SPICE では できない複雑なトポロジーのモデル化が可能で、極端に早いシミュレーションが可能となります。 他の応用 電源開発用に作られましたが、SIMPLIS は D 級アンプやフェーズロックループなどの応用にも適しています。 SIMPLIS は簡単なブースト変換では SPICE で５２秒であったのが、SIMPLIS ではたったの 0.71 秒しかかか りません。 3 SIMPLIS のデバイスとモデル 抵抗、キャパシタ、インダクタ、トランス、直線制御源などの簡単な直線部品は、SIMPLIS によって提供 される範囲は SPICE と同じです。 アナログ部品の範囲は、電圧制御スイッチ、電流制御スイッチ、トランジスタスイッチ動作を意味づけた 特別なデバイスなどです。これらのプリミティブビルディングブロックは MOSFET、バイポーラトランジ スタ、ダイオード、オペアンプやレギュレータなどの実際のデバイスを作るのに使われます。 SIMetrix/SIMPLIS のもっとも重要な特長は、SIMPLIS シミュレータに使用できるように標準 SPICE モ デルが自動的に変換されることです。この変換にサポートされているデバイスはダイオード、ツェナーダ イオード、バイポーラトランジスタ、MOSFET などです。 SIMPLIS のモデルのフォーマットは SPICE デバイスのとかなり違いますが、 これらのタイプのデバイスであ れば SIMPLIS で SPICE モデルが使えます。 デジタル部品 SIMPLIS はアナログ部品のようにデジタルデバイスを効率的にシミュレーションができます。ゲート、クロ ックド D、J-K、S-R、トグルフリップフロップ、バッファ、インバータ、コンパレータなど幅広い範囲のデ バイスがこのために提供されています。これらはシミュレータプリミティブで SIMPLIS シミュレータプロ グラムに内臓されていて、大変効率的に実行されます。 実績 SIMPLIS は 1991 年以来、UNIX プラットフォームで供給されてきました。十分成熟した技術です。 4 SIMetrix-SPICE 解析 SIMPLIS エンジンは、そのスピードと特別な POP と AC 解析モ ードで、電源システム用のシミュレータに選択されます。しかし、 それぞれのスイッチングサイクルでの詳細な解析のような、いく つかの電源回路の検討には、通常の SPICE を基本としたシミュレ ータがより適切です。このような応用には、SIMetrix/SIMPLIS は SPICE を基本としたシミュレーションエンジン SIMetrix を提 供しています。 SIMerix SPICE シミュレータは競合製品と比較して優れた収束 性を示す先進の製品です。このことは、電源回路の解析において 特に重要です。 SIMetrix SPICE シミュレータは SIMPLIS シミュレータと同じ SIMetrix｣環境に統合されています。どちらのシミュレータを使うかは、回路図編集の設定で行いいます。 SIMetrix の特長 z z z z z z z z z z 階層構造の回路図入力と先進の波形ビューアを伴った SPICE とアナ・デジ混載シミュレータ シミュレーションの前、開始中、後での回路図とのクロスプローブ リアルタイムノイズのように標準 SPICE には無い一連の新しい解析モード SPICE モデルのドラッグ・ドロップでのインストレーション ヒストグラム機能を伴ったモンテカルロ解析 BSIM3/4, VBIC, MOS9, EKV, MEXTRAM, HICUM, PSP 等広範囲な IC 設計用モデルのサポート プログラムやカスタム化ができるスクリプト言語 Linux と Windows バージョンをサポート HSpice とコンパチビリティ PSpice 回路図、モデルの読み込み機能 優れた収束性と高速性 収束性は多くのシミュレータでしばしば問題となりますが、特に電源回路で顕著になります。なぜなら幅広い範 囲の電流、電圧、コンダクタンスが電源回路では扱い、そこでのアルゴリズムによる精度が問題となります。他 社の製品では、最終的な設計をするのに様々なハードの実験を必要としていますが、SIMetrix では殆ど必要あ りません。シミュレータの使用に実世界での経験を積んで、核となるアルゴリズムやモデル式に 20 年以上もか けて開発を行ってきたからです。 Verilog-HDL ミックスシグナルシミュレータ Verilog-HDL はアナログ回路に Verilog のデジタル設計をシミュレーションする機能を特長としています。オプ ションとなりますので、詳しくは製品表をご覧下さい。 Verilog-A モデリング言語 Verilog-A はアナログモデルを定義する言語です。ビヘイビアモデルをハイレベルでの抽象化や半導体デバイス を高度に詳細に表すモデルを定義するのに適しています。オプションとなりますので、詳しくは製品表をご覧下 さい。 5 S-パラメータ AC ルックアップ テーブル AC テーブルデバイスは S-パラメータと周波数のルックアップテーブルで規定される回路デバイスで実行され、 小信号解析モデルで動作します。このデバイスのためのルックアップテーブルは業界標準のタッチストーンフォ ーマットのファイルで定義されます。 拡張されたスイープモード SIMetrix は６個のスイープモードがあり、DC, AC, Noise 、Transfer Function 解析に応用できます。一般の SPICE には一個しかありません。例えば、SIMetrix では AC 解析で一定の周波数で電圧源をスイープできますが、 ほかの SPICE プログラムではできません。 リアルタイムノイズ解析 過渡解析にノイズが加えられます。この、特色ある機能で、発振機でのノイズ解析やデータシステムでのサンプ ルが可能となりました。 トランジエントスナップショット 過渡解析である点での状態を保存します。この結果を AC 解析の初期状態に使用できます。DC 解析では得られな い動作条件での安定性を調べるのに有効です。 IC 設計のためのモデルサポート BSIM3、BSIM4、MOS9、PSP、Mextram、Hicum、EKV 、 VBIC のモデルを含みます。回路図上での L/W の編集、モ デルのビニング等が可能です。 HSPICE モデルファイルコンパーチビリティ 次を含みます： .PARAM の表記； サブサーキットの表記； HSPICE シンタックスの Parameter expression のサポート； LIB/.ENDL のサポート； HSPICE モデルと コンパチ：process binning、GLOBAL、LEVEL 49 と 53 BSIM3 と MOS9 モデルパラメータ。 高速モンテカルロ解析 モンテカルロトレランスは“Uniform”,”Gaussian”,”Worstcase”の分布でコントロールされシミュレートできま す。それぞれが、log と直線での分布ができます。不要な繰り返し計算を排除し、PC での計算速度は業界で最速 です。大規模な集積回路にも、簡単な設定で計算ができます。ヒストグラムで表示できます。 高度なトレランス仕様 高い性能と同時に、SIMetrix は高度なトレランス仕様があります。大規模な IC 設計に必要な柔軟性があり設定 が簡単です。幅広いゴール関数を使って解析データのヒストグラム作る機能もあります。 マルチステップ解析 六個のモードの一つを使い、いくつかの回路変数を変えながら解析が繰り返せます。 安全動作範囲（SOA)解析 シミュレーションの実行で様々な電圧、電流、電力のリミットを表示します。 6 非線形マグネティックス、エアーギャップをサポート 二つのモデル：Jiles-Atherton ヒステリシスモデルと簡単な非ヒステリシスモデル。フェライトや MPP コア材 料を含む 670 の標準部品モデルを含みます。 非線形マグネティックス フェライトや MPP コア材料を含む 670 の標準部品モデルを含むエアーギャップをサポートしています。 過渡解析リスタート 過渡解析が停止時間に到達したあと、再スタートできます。回路が最初に期待した時間より長くかるときに便利 です。 パワーデバイスモデル SIMetrix SPICE シミュレータは電源解析にだけに設計された沢山のデバイスモデルと一緒に出荷されて います。この中には、Jiles-Atherton マグネティックスモデル、へフナーIGBT モデル、Lauritzen-Ma ソ フトリカバリーダイオードモデルが含まれています。ソフトリカバリーダイオードモデルは、回路図ベー スのパラメータ抽出システムがサポートされていますので、簡単なデータシート値からご自身のモデルパ ラメータを作り出すことが出来ます。 更に、SIMetrix は殆ど全ての公知の製造元から供給されるパワーデバイスモデルとコンパチとなっていま す。特に SIMetrix はインフィニオンの物理をベースとしたパワー半導体モデルをサポートしています。 解析モード SIMetix SPICE の特徴は標準の SPICE にはない幅広い解析モードを多くを含んでいることです。以下の テーブルは存在するモードを示します。 動作点 定常状態でのバイアス点を見つけます。 過渡解析 時間にかけての解析です。電圧、電流、パワーの波形が分かります。 ＡＣ 動作点で直線化された回路の小信号解析を行います。六つのモードを選択できます。 ＤＣ ５個のスイープモードの選択で、ＤＣ解を反復 ノイズ 回路の小信号ノイズ解析を行います。六つの掃引モードから選択。 伝達関数 ＡＣと似ていますが、すべてのソースから一つの出力への反応を計算します。六つ の掃引モードから選択。 リアルタイムノイズ（Micron のみ）過渡解析の拡張、ノイズ発生器を全てのノイズデバイスに適用します。 感度 回路のコンポーネントやモデルパラメータが、指定した回路パラメータへの感度を 計算します。 ポールゼロ 回路の AC トランスファーファンクションでポールとゼロの場所を見つけます。 7 完全なクロスプローブ SIMetrix は回路図での完全なクロスプローブを伴った先進の波形ビュアーで提供しています。どのノード での電圧、ピンの電流やデバイスのパワーも一回のマウスのクリックでプロットできます。サブサーキッ トや階層構造のブロックへの電流でさえ、同じようにプロットできます。逆に、プローブを回路図に固定 できますので、作図されたグラフはシミュレーションの中で刻々と更新されていきます。 簡単なノード電圧やデバイス電流だけのプロットにとどまらず、高度な波形計算機能により、回路の値を 演算式で計算できます。 先進のフーリエ解析 SIMetrix の波形ビュワーは最新のフーリエ解析機能を備えています。通常の FFT に加え、もう一つのアル ゴリズムである連続フーリエを提供しています。このアルゴリズムは FFT で起こるエーリエージング問題 から回避できますので、高い周波数成分を含んだ信号解析に有効です。 フーリエ解析では広範囲なオプションが用意されています。例えば次のようなことが可能です。 z 解析するデータのスパンの選択 z 分かっている正確な基本周波数が指定できるので、アルゴリズムはスペクトラルの漏洩を最小限にで きます z FFT 外挿のためのパラメータの選択 z 窓を作る関数の範囲の選択 8 高度なデータ操作 SIMetrix はすべてのデータを効率的な手法でディスクにバイナリーファイルで保存しますので、超高速で データの抽出ができます。例えば、SIMetrix は 20MByte のデータを 1GByte のファイルから 1 秒以内で読み 出すことができます。 サポートと文書化 SIMetrix/SIMPLIS を購入されると、EDA 業界では最高の技術サポートが受けられます。技術サポートスタ ッフは SIMetrix/SIMPLIS とシミュレーションに関する専門知識を持つ経験豊富な回路設計者です。更に、 開発チームからのバックアップ体制があり、最も時間のかかる質問にもすばやく、完璧にお答えします。 デモバージョンー‘SIMetrix/SIMPLIS Intro’ 無償の‘SIMetrix/SIMPLIS Intro’を試していただくことにより、SIMetrix/SIMPLISについてもっと知って いただけます。回路規模の制約がありますが、製品版の 90％の機能を使用可能としています。ライセンス は必要ありません。使用方法に制約はありません。ぜひ、ダウンロードされてご使用ください。 製品説明 SIMetrix/SIMPLIS 製品名一覧 SIMetrix/SIMPLIS - スイッチング電源用 SIMetrix/SIMPLIS DVM - Design Verification Module（設計検証モジュール）付き SIMetrix/SIMPLIS Micron VX - IC 設計とスイッチング電源設計用 SIMetrix 製品名一覧 SIMetrix AD Plus - 通常のアナログ設計用 SIMetrix VX - Verilog-A 、Verilog-HDL 付き SIMetrix Micron VX - IC 設計用 製品詳細 SIMetrix/SIMPLIS パワーエレクトロニクスシステムの解析を目的とした革新的な SIMPLIS シミュレータを含みます。その他は、 SIMetrix AD Plus の全ての特長を備えています。 SIMetrix/SIMPLIS の表をご覧下さい。Windows (Windows 7 を含みます)で動作します。 SIMetrix/SIMPLIS DVM SIMetrix/SIMPLIS に設計検証モジュール（DVM)を含んだ製品です。DVM では、DC-DC コンバータの設計を、製 造に引き渡す前に、検証の目的で自動的に一連のテストを行います。 Windows (Windows 7 を含みます)で動作します。 SIMetrix/SIMPLIS Micron VX SIMPLIS, Verilog そして IC 設計機能を全て含んだ製品です。この製品はパワーシステム設計にも関係される IC 設計者に最適です。DVM を除き全てのオプションが入っています。Windows (Windows 7 を含みます)で動作し ます。 9 SIMetrix/SIMPLIS 製品機能一覧 (詳しい内容は SIMetrix/SIMPLIS の特長 をご覧下さい) SIMetrix/SIMPLIS SIMetrix/SIMPLIS DVM SIMetrix/SIMPLIS Micron VX SIMetrix アナログ ゲートレベルデジタルシミュレータ 有 有 有 SIMPLIS シミュレータ 有 有 有 SIMPLIS 設計 検証 モジュール（DVM) 無 有 無 Veriog-HDL ミックスドシグナル シミュレーション(SIMetrix シミュレータ) 無 無 有 Verilog-A モデル言語 (SIMetrix シミュレータ) 無 無 有 IC 設計モデル 例 BSIM3,4, MOS9 VBIC 等 (SIMetrix シミュレータ) 無 無 有 HSPICE モデルコンパチ (SIMetrix シミュレータ) 無 無 有 リアルタイムノイズ(SIMetrix シミュレータ) 無 無 有 過渡解析スナップショット (SIMetrix シミュレータ) 無 無 有 Windows 版 有 有 有 Linux 版 無 無 無 Windows 64 ビット版 有 有 有 製品詳細 SIMetrix AD Plus この製品は PCB レベルの回路設計に従事されるアナログ設計のスペシャリストに最適です。また、リアルタイ ムノイズや Verilog 機能などが必要とされないバイポーラ IC 設計にも最適です。Windows (Windows 7 を含み ます)と Linux プラットフォームで動作します。 SIMetrix VX SIMetrix VX は、SIMetrix AD Plus の機能の上に、Verilog-A モデル言語を提供して、Verilog ミックスドシグ ナルシミュレータとして作られました。この製品はアナログ回路に Verilog 設計も一緒に行いたいというアナロ グ設計者に最適です。さらに、Verilog-A の機能により、幅広い応用でのカスタムモデルを開発するとが可能で す。Windows (Windows 7 を含みます)と Linux プラットフォームで動作します。 SIMetrix Micron VX IC 設計を行う目的では全ての機能が備わった製品です。SIMetrix VX での全ての機能を含みます。 更に、 BSIM3, Hicum, PSP や VBICS 等の IC 設計用トランジスタモデルをサポートします。SIMetrix Micron VX ではまた、 ミキサーや発信器での大信号システムのリアルタイムノイズ解析を提供しています。Windows (Windows 7 を含 みます) と Linux プラットフォームで動作します。 10 SIMetrix 製品機能一覧 (詳しい内容は SIMetrix の特長 をご覧下さい) Linux 版 SIMetrix Windows 版と Linux 版の両方で供給いたします。インストールをされるときに、どちら かに選択できます。機能は Windows 版と同じです。デモ版には Linux 版はありません。 SIMetrix AD-Plus SIMetrix VX SIMetrix Micron VX SIMetrix アナログ ゲートレベルデジタルシミュレータ 有 有 有 Veriog-HDL ミックスドシグナル シミュレーション 無 有 有 Verilog-A モデル言語 無 有 有 IC 設計モデル 例 BSIM3,4, MOS9 VBIC 等 無 無 有 HSPICE モデル コンパチ 無 無 有 リアルタイムノイズ 無 無 有 過渡解析スナップショット 無 無 有 SIMPLIS シミュレータ 無 無 無 SIMPLIS 設計 検証 モジュール（DVM) 無 無 無 Windows 版 有 有 有 Linux 版 有 有 有 Windows 64 ビット版 有 有 有 マニュアルとメディア 印刷されたマニュアルは供給しておりません。しかし、マニュアルはダウンロードできます。もし、必要であれ ば、標準の PDF ファイルから近くの印刷屋さんで高品質デジタルプリントで製本されたマニュアルがお求め頂け ます。マニュアルが、変更されないで個人的な使用に限るということであれば、この方法でマニュアルが複製で きます。 ポータブルバージョンをお求めになりますと、USB キー（ドングル）とインストレーション用 CDROM を出荷いた します。 ネットワークライセンスは電子的ソフトウエア納入（電子メール e-mail や Web)で供給され、物理的な製品とし ては出荷されません。もし、CDROM が必要な場合には、ISO イメージがサイトからダウンロードできますので、 それを、各個人で焼いて作ります。CDROM のそれぞれの内容は Web に掲げてあります。 ライセンスの形態 １．ポータブルライセンス 各個人で御使用になられる時や、ネットワークで繋がってはいないが、複数の人で共有されるときに適しており ます。ポータブルライセンスは、ソフトウエアをどのコンピュータにインストールし使用されてかまいませんが、 11 ソフトウエアのご使用はＵＳＢキーをつけたコンピュータのみ動作します。ノートブックなどのネットワークに 繋がっていないコンピュータで共有されるときに便利です。また、シングルユーザでネットワークに繋がってい ない複数のコンピュータで使用するときも、このライセンスが便利です。キーはＵＳＢタイプのみです。 Ｌｉｎｕｘでご使用のとき：ポータブルライセンスは SIMetrix をプライマリーディスプレーにのみ表示されま す。VNC などで遠隔で X-サーバーを御使用になられたいときには、ネットワークライセンスが必要となります。 ２．ネットワークライセンス ネットワークライセンスは一本または複数の SIMetrix や SIMetrix/SIMPLIS を多人数で共有されてご使用いた だけます。プログラムは、どのユーザのコンピュータにもインストールしてかまいませんが、ソフトウエアへの アクセスは支給されたライセンスマネージャによって制御されます。ライセンスマネージャ（AcressoSoftware 社の FLEXnet パブリッシャー）はネットワークの中で、どれか一台にインストールします。通常はサーバーコン ピュータですが、そうでなくてもかまいません。ライセンスマネージャは常時稼動していて、何人のユーザが実 行できるか制御しています。ユーザが SIMetrix を開始しますと、ライセンスマネージャがライセンスがあるか を見ます。もし、あれば、プログラムは正常に稼動します。もし、他の方がご使用でライセンスがなくなると、 プログラム自体は走りますがシミュレーションは停止されます。ライセンスの条件で、お客様のコンピュータは 400km 以内にライセンスサーバーがあるものと致します。ワイドエリアネットワークライセンスにはこの条件が ありません。 サーバー条件：TCP/IP が使用できる Windows 環境。UNIX プラットフォームはサポートしておりません。Linux はサポートされておりますが、SIMetrix 用のみです。 ３．ワイドエリアネットワークライセンス ネットワークライセンスと同じですが、お客様のコンピュータとライセンスサーバーとの距離には制限がありま せん。 保守契約 全ての製品には最初の一年間の保守契約が含まれており、無制限のサポートとバージョンアップが受けられます。 次年度以降、保守契約のご継続をお奨めいたします。 （株） インターソフト 〒190-0003 東京都立川市栄町 ６－２６－１７ TEL: ０４２－５３８－２６８２ FAX: ０４２－５３８－２６８１ E-mail: <[email protected]> H-page：http://www.intsoft.co.jp 12
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