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QSPICE simplifica modelagem de circuitos

A simulação de circuitos mistos recebe aprimoramento com o Qorvo® QSPICE™

Quase todos os softwares de simulação SPICE disponíveis no mercado atualmente são direcionados ao analógico e têm pouco suporte para o digital. Consequentemente, os softwares SPICE tradicionais enfrentam dificuldades com a simulação de modo misto, o que é um problema crescente nos circuitos integrados de hoje, que contêm mais blocos analógicos e digitais.

A crescente complexidade dos chips analógicos com circuitos digitais e circuitos integrados digitais (ICs) contendo conteúdo analógico adicional está diretamente relacionada à degradação de desempenho dos simuladores SPICE tradicionais. A pressão é sentida pelos projetistas em todos os lugares, especialmente pelos engenheiros de eletrônica de potência que trabalham com controladores avançados para FETs de carbeto de silício, MOSFETs e fontes de alimentação.

Mike Engelhardt, da Qorvo, parte integrante da criação do software de simulação SPICE mais popular da indústria, arregaçou as mangas e abordou o problema.

“Começou como uma missão para melhorar o SPICE: reestruturar completamente o controle do timestep, eliminando singularidades e descontinuidades nas curvas IV de dispositivos [corrente-tensão], avançando inúmeros aspectos dos métodos numéricos sobre o Berkeley SPICE,” diz Engelhardt.

Sua solução é o software de simulação analógica e de sinais mistos QSPICE™ da Qorvo.

QSPICE: Avançando na Simulação de Circuitos Integrados Analógicos

Para apreciar as vantagens do software QSPICE de próxima geração da Qorvo, considere que as simulações SPICE envolvem caracterizações IV de dispositivos eletrônicos, e descontinuidades nessas características podem levar a simulações imprecisas. Por exemplo, os transistores de efeito de campo (FETs), que frequentemente servem como um componente chave na maioria dos projetos de circuitos eletrônicos, sofrem bastante com esse fenômeno.

O software de simulação QSPICE emprega métodos numéricos modernos que garantem simulações altamente precisas e eficientes. Ele elimina singularidades e descontinuidades nas curvas IV que podem levar a erros na análise analógica, substituindo-os por curvas IV de dispositivos suaves e contínuas para produzir simulações mais precisas e estáveis. Assim, ao corrigir as equações usadas para modelar os FETs, a precisão das simulações do QSPICE também aumenta.

Indo um passo adiante, o QSPICE também oferece suporte para FETs de carboneto de silício cascode no software de simulação.

Com esses obstáculos removidos, o QSPICE pode enfrentar melhor os desafios da simulação de circuitos de sinais mistos de diferentes maneiras, incluindo:

  • Permitir o teste de dispositivos com componentes analógicos e digitais onde a lógica digital tradicionalmente retardaria os programas SPICE.
  • Oferece precisão real em modelos de software de componentes, especialmente os mais novos que devem ser configurados manualmente.

Coletivamente, os recursos introduzidos no software de simulação de circuito QSPICE da Qorvo tornam-no o simulador de sinais mistos mais avançado disponível no mercado que – o mais importante – simplifica a tarefa de modelagem de projetos de circuitos complexos para engenheiros (Figura 1).

Figura 1: O software de simulação de circuito QSPICE da Qorvo o torna o simulador de modo misto mais avançado disponível no mercado atualmente. (Fonte: Qorvo)

Introdução ao QSPICE

Para usuários migrando para o novo ambiente SPICE, o editor esquemático do QSPICE simplifica a visualização de componentes ao gerar automaticamente símbolos para os tipos ‘.model’ e usar um símbolo genérico para os tipos ‘.subckt’. Isso, juntamente com a capacidade dos usuários de adicionar modelos copiando e colando arquivos ‘.model’ e ‘.subckt’ diretamente no software, facilita para os usuários entenderem e trabalharem com seus circuitos eletrônicos.

Segundo Engelhardt, uma vez que ambos os tipos contribuem para a lista de redes, o esquema padrão de coloração de texto em um ambiente QSPICE terá a mesma cor para diretivas e atributos de componente. As diretivas são instruções que guiam a simulação, enquanto os atributos de componente descrevem as características dos componentes eletrônicos. Engelhardt observa ainda que os comentários podem receber cores separadas para distingui-los das instruções primárias de simulação e descrições.

Os projetistas que desejam usar o software de simulação QSPICE em um sistema Linux devem saber que ele pode ser implementado por meio da camada de compatibilidade Wine, que permite que aplicativos do Windows sejam executados em sistemas Linux e outros sistemas operacionais semelhantes ao Unix.

Esqueça a Degradação de Desempenho

Os benchmarks do QSPICE da Qorvo mostram que este novo padrão de software de simulação de circuito de modo misto alcança tempos de execução reduzidos e uma taxa de conclusão de 100%, em comparação com apenas 85% para outros simuladores SPICE. Este desempenho otimizado é ampliado por características adicionais como o mecanismo de SIMULAÇÃO atualizado e uma melhor gestão de memória e utilização de cache.

Essas melhorias resultam em ganhos gerais em velocidade, funcionalidade e confiabilidade ao otimizar sistemas como fontes de alimentação para sistemas de radar, analisar FETs de SiC e outras aplicações de design de potência e analógicas.

É hora de dar um toque especial à simulação de circuitos de sinais mistos com o QSPICE da Qorvo.

Artigo escrito por Brandon Lewis e publicado no blog da Mouser Electronics: QSPICE Simplifies Circuit Modeling

Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados

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