几款免费好用的电路设计软件，你一定要试试！ 果果小师弟嵌入式微处理器2022年09月16日12：01北京工程软件和在线资源往往比较昂贵，不过，对于专业人员、学生和爱好者来说是非常有益的。用户开展项目或者仅进行工程验证时，这些资源往往是必要的，但是相关成本却令许多人望而却步。今天给大家分享几款高质量的免费软件，相信你肯定喜欢！一、电路仿真PartSim网址：https://www.partsim.com/PartSim是一款基于浏览器的电路仿真器，用户可以通过该软件进行电路实验。该仿真器布局简单，从而确保易用性，同时提供完整的SPICE仿真引擎、基于Web的原理图捕获工具和图形示波器，可以监视电路的模拟/数字信号电平。该工具还包含Digi-Key BOM（物料清单），允许用户为设计组件分配零件号，然后找到分销商。▲PartSim▲PartSimEasyEDA网址：https://easyeda.com/EasyEDA旨在“通过为电子设计提供全面的数据和协作工具，帮助设计人员更快地将创意转化为制造原型”。EasyEDA提供免费的在线电路仿真、PCB设计和电子电路设计功能。人们可以访问大量的原理图元件库、PCB封装和包装、spice仿真、模型和子电路，从而节省设计时间。还可以邀请他人进行项目协作，并轻松地在团队中分享设计。标准版免费使用，并提供无限公共项目和2个私人项目。Autodesk Circuits网址：https://www.autodesk.com.cn/solutions/circuit-design-softwareAutodesk Circuits是用于电子设计和实验的一组工具。初学者可以通过Electronics Lab或Circuit Scribe开始简单的实验，而经验丰富的用户则可以直接跳至PCB设计。该软件提供大量的免费入门教程和项目教程，可以通过Electronics Lab学习。二、PCB设计DesignSpark PCB官网：https://www.rs-online.com/designspark/pcb-softwareDesignSpark PCB将自己称为世界上最易于使用的电子设计软件，专门用于快速原型设计，并且可以将你的电路想法更快地转化为可测试的电路板”。这个软件对原理图尺寸没有限制，所以用户在创建PCB设计时也没有限制。用户也可以导入和导出他们需要的任何格式的文件，并且能够以所需格式创建BOM（物料清单）。虽然该工具完全免费，但是要注意重要的一点，即用户必须在其网站上注册才能解锁程序，并且在开始工作之前必须确认所显示的广告。▲DesignSpark PCB▲DesignSpark PCB▲DesignSpark PCB▲DesignSparkPCBKiCadEDA网址：https://www.kicad.org/KiCad是一款跨平台的开源电子设计自动化套件。该套件由三个不同的工具组成：Eeschema（原理图捕捉）、PcbNEW（PCB布局）和3D Viewer（通过3D方式查看电路板设计）。其中3D Viewer是一个独特的工具，可以旋转和平移你的电路板，从而查看2D图中无法看到的细节。▲KiCad▲KiCad▲KiCad三、CAD建模FreeCAD网址：freecadweb.org/FreeCAD是一款多平台开源参数化3D建模工具，旨在帮助用户将设计项目变为现实。这是一款通用多功能工具，适合不同级别的用户。想要涉及3D打印的初学者、教育工作者或经验丰富的CAD用户都可以使用FreeCAD。程序员还可以利用Python“扩展FreeCAD的功能、用脚本实现自动化、构建自己的模块，甚至将FreeCAD嵌入到自己的应用程序中。”▲FreeCAD▲FreeCAD▲FreeCADQCAD网址：qcad.org/en/QCAD是一款免费的开源2D CAD应用程序。QCAD 是一个免费的开源应用程序，用于二维 (2D) 计算机辅助绘图 (CAD)。使用 QCAD，您可以创建技术图纸，例如建筑平面图、室内设计、机械零件或示意图和图表。QCAD 适用于 Windows、macOS 和 Linux。该程序的功能列举如下：图层、块（分组）、35种CAD字体、40多种施工工具、20多种修改工具等等。许多用户都非常喜欢QCAD易于使用的界面和多功能性，给出了很高的评价。▲QCADImplicitCAD官网：implicitcad.org/ImplicitCAD网站表示：“ImplicitCAD项目致力于利用数学和计算机科学的力量来解决3D打印革命中的愚蠢设计问题”。ImplicitCAD是一款开源程序化CAD工具。这意味着ImplicitCAD使用了一种可以编译成3D对象的编程语言。程序化CAD的优点包括：对象的可重用性和抽象性；重复性任务的自动化；参数化设计以及软件开发（比如版本控制）的常用工具。▲ImplicitCAD▲ImplicitCADOpenSCAD官网：openscad.orgOpenSCAD是一款可以创建实体三维CAD模型的免费软件，可用于 Linux/UNIX、MS Windows和 MacOS X。它允许设计人员创建精确的3D模型和参数化设计，并且可以通过更改参数进行轻松调整。这些文档都是ASCII纯文本脚本，因此OpenSCAD更像是面向程序员的实体建模工具，通常被认为是设计开源硬件的入门级CAD工具，比如科研和教育科学工具。▲OpenSCAD四、电路仿真APP▲Droid PCB▲Circuit Wizard▲Bright Spark来自微信

分享几款主流的EDA仿真软件(模拟电路) 摘要：电路仿真，顾名思义就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计；是EDA（电子设计自动化）的一部分。市面上有各种类型的仿真器，本文对其中几款十分具有代表性的电路仿真软件进行了简要介绍，希望能对大家有所帮助。1、proteusProteus是英国著名的EDA工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到：PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计，是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DSPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等；2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和Matlab等多种编译器。Proteus是一个巨大的教学资源，在模拟电子、数字电路、单片机与嵌入式教学等实践中被广泛应用。软件下载地址：https://www.labcenter.com/downloads/网盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1HwMD3eXIyNx_OAuu4QJGwQ提取码：inmu2、LTspiceLTspice是一款高性能SPICE仿真软件、原理图采集和波形查看器，集成增强功能和模型，简化了模拟电路的仿真。是半导体制造商Analog Devices出品的基于Spice的软件，功能同样强大，使用非常广泛。LTspice是一款高性能SPICE仿真软件、原理图采集和波形查看器，集成增强功能和模型，简化了模拟电路的仿真。在网上搜索“LTspice simulator”就能找到软件的主页，主页提供了软件的不同版本，可以按照自己的操作系统选择适合的版本下载并安装，软件大小不到60M，安装非常简单。下图给出的是软件打开后的演示界面。软件下载地址：https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html3、Tina-TI德州仪器公司（TI）与DesignSoft公司联合为客户提供了一个强大的电路仿真工具TINA-TI。TINA-TI适用于对模拟电路和开关式电源（SMPS）电路的仿真，是进行电路开发与测试的理想选择。TINA基于SPICE引擎，是一款功能强大而易于使用的电路仿真工具；而TINA-TI 则是完整功能版本的TINA，并加载了TI公司的宏模型以及无源和有源器件模型。TI之所以选择TINA仿真软件而不是其它的基于SPICE技术的仿真器，是因为它同时具有强大的分析能力和简单直观的图形界面，并且易于使用。TINA-TI 提供了多种分析功能，包括SPICE的所有传统直流、交流、瞬态、频域、噪声分析等功能。虚拟仪器非常直观且功能丰富，允许用户选择输入波形、探针电路节点电压和波形。TINA的原理图捕捉非常直观，使用户真正能够“快速入门”。另外TINA具有广泛的后处理功能，允许用户设置输出结果的格式。软件下载地址：https://www.ti.com.cn/tool/cn/TINA-TI网盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1-QAWMDpRVVodTpksfRk3jw 提取码：6u8t4、MultismMultisim（旧名Electronics Workbench）是一款著名的电子设计自动化软件，与NI Ultiboard同属美国国家仪器公司的电路设计软件套件。是入选伯克利加大SPICE项目中为数不多的几款软件之一。Multisim在学术界以及产业界被广泛地应用于电路教学、电路图设计以及SPICE模拟。工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。其前身是加拿大EWB仿真软件，被美国NI公司收购之后，其性能得到了极大的提升。最大的改变就是：Multisim 9与LABⅥEW 8的完美结合。网盘下载地址：https://pan.baidu.com/s/1iRz-ZcGbt54GFM8Q69iiOg提取码：2x4c5、Scratch最后再给大家介绍一款我经常使用的轻量级在线电路仿真工具，其特点是轻量化，上手更容易。贴几个动态GIF，让大家看看效果：1、施密特触发器1）、施密特触发器2）、Flash型ADC3）、差分放大器4）、高通滤波器5）、诺顿定理6）、运放741内部工作机理软件地址：http://scratch.trtos.com/circuitjs.html来自微信

模拟IC设计：sigma delta ADC原理分析 KGback IP.与SoC设计2022年05月09日12：10江苏 一. ADC原理对于 Nyquist 和 Shannon 定理的检验将证明：ADC 采样频率的选择与最大输入信号频率对输入信号带宽的比率有很强的相关性。Nyquist准则（欠采样准则）如果要从相等时间间隔取得的采样点中，毫无失真地重建模拟信号波形，则采样频率必须大于或等于模拟信号中最高频率成份的两倍。因而对于一个最大信号频率为 fMAX的模拟信号 fa，其最小采样频率 fs，则有 fs ≥ 2 * fMAXNyquist频率：采样频率的一半，即 fs/2。从理论上来讲奈奎斯特频率正好大于输入信号的最大频率。Shannon定理一个带宽为fb的模拟信号，采样速率必须为 fs > 2fb，才能避免信息的损失。信号带宽可以从 DC 到 fb（基带采样），或从 f1 到f2，其中 fb = f2-f1(欠采样)。信号混叠如果不满足采样定理条件，采样后的信号的频率就会重叠。即被采样信号中高于采样频率一半（fs/2）的那部分频率成分将被重建成低于fs/2信号。这种频谱的重叠导致的失真称为混叠。（可借助车轮效应理解）（1）出现原因：若采样频率小于2倍的信号频率，即 fs < 2 * fa，那么，采样后的信号将存在混叠。理论上，如果信号中没有高于奈奎斯特频率的频率成分，那么则不存在混叠。（2）解决办法：a.提高采样频率 fs，一般实际应用中保证 fs 为 fMAX 的2.56~4倍。b.加一个低通滤波器：抗混叠滤波器理想状态下，该滤波器可使低于奈奎斯特频率的频率通过，移除高于奈奎斯特频率的频率成分性能指标（1）静态指标a.积分非线性（INL）：输入一输出特性曲线与连接两端点的直线之间的最大偏差b.微分非线性（DNL）：在输入轴上两个连续码转换点之间的差值与理想 1LSB 值的最大偏差c.失调：直线AB通过端点的垂直截距d.增益误差：直线AB的斜率与理想值1之间的偏差（2）动态指标a.信号与噪声失真比（SNDR）:是当输入为正弦时，输出端信号功率与总噪声及谐波功率的比。b.动态范围：满量程正弦输入功率与肼限=0 dB时的正弦输入功率的比值c.总谐波失真：所有谐波能量（除去基波）之和除以基频的能量二. Σ-Δ 原理0.常用单级分类（1）根据modulator是否使用开关电容电路分a.连续时间模式（无开关电容）：优点：功耗更小，无开关电容对时钟噪声不敏感，调制速度更快，常用于转换较高频率信号。缺点：要通过RC值来确定的积分系数，而不是像离散时间模式是用电容比值来确定的；对反馈回来的脉冲波形比较敏感，它会影响输入信号。b.离散时间模式则（有开关电容）与前者相反。（2）根据modulator阶数分所谓阶数指的是sigma—Delta调制器中积分器的个数。一般阶数越高幅频特性越好，低频段的衰减也越厉害，高频段的通过性越好所能达到的有效位数越大，但是延迟也会很大，也会减小输入信号的摆幅，另外，由于噪声在高频的幅值过大，会使整个系统的稳定性降低。(3)根据量化器的位数分可以分为一位调制器和多位调制器。使用多位量化器可以增加SNR，使系统容易稳定，产生较少的谐波分量，使降采样滤波器变得相对简单；但是多位量化器增加了ADC的复杂性，并且要求用于反馈的多位DAC有足够的精度来保证最后量化的精度。1.基本原理（图片来源于ANALOG DEVICES） （1）过采样指以高于信号带宽2倍或其最高频率对其采样的过程。K即为过采样率（OSR）。目的：a. 由于采用 Kfs 采样频率，均方根值为 q/√12 的量化噪声分布在 DC 到 Kfs/2 的带宽范围内，降低了某一频率下的噪声幅值，从而提高了信噪比，根据信噪比（SNR）和实际分辨率（ENOB）公式：ENOB=(SNR-1.76)/6.02 （SNR=6.02*N+1.76）可见提高了实际分辨率b.同时减轻了模拟抗混叠滤波器的要求（2）量化噪声整形（采样频率和量化值之间的关系，红线是实际电压值）离散化的阶梯型与红色的模拟信号相减的值即为量化噪声。实际上，阶梯型线条包围的面积和模拟信号包围的面积是相等的，即二者能量总量是相等的。量化噪声是消除不了的。根据频域线性模型y和x的关系，f越大，Q引起的噪声就越大，即类似高通滤波器（x部分则是低通滤波器）（3）数字抽取滤波通过数字滤波器将比较器输出的高频一位或多位量化值转换为频率较低的多位量化值。可理解为降采样滤波器可将n个输入信号加起来，然后除以n，这样获得输入的平均值。优点：当采样频率下降n倍时，fs/n及其谐波分量处的噪声被混叠到信号带内，其引入的噪声会比较小。（4）数据流的计算该部分举例分析：若调制器DAC的参考电压Vref为1V，现输入模拟电压值0.5V，则调制器输出为011101110111的序列，如图所示：3/4代表调制器分辨率为2，6/8代表分辨率为3则实际电压Vin=(3/4-2/4)(1-(-1))=0.5V, 即Vin=(weight(1)-1/2)Vref*2（5）频域线性模型输出值y和输入值x，以及量化噪声Q，信号频率f之间的关系2.ADC组成（图片来源于ANALOG DEVICES)（1）模拟部分：a.模拟抗混叠滤波器，b.ADC部分：一个比较器、一个基准电压源、一个开关以及一个或多个的积分器与模拟求和电路（2）数字部分：一个DSP（通常但不总是低通滤波器使用）三.设计流程1.数字抽取滤波器设计在设计数字滤波器时，滤波器的采样频率就是前端AD的采样频率。不同阶数的CIC滤波器的延迟问题：当数字滤波器处理来自Σ-Δ调制器的数据流的移动平均值时，存在一个相关的建立时间。该延迟对所有FIR滤波器是固定的，但对不同阶数的CIS滤波器，该延迟是不同的。通常用两项来描述该延迟：群延迟和建立时间。群延迟描述从输入端存在模拟信号到在数字输出端看到它的延迟时间。例如对于单音正弦波，群延迟就是从模拟输入端存在该正弦波电压峰值到该峰值出现在数字输出端的时间差。建立时间是指数字滤波器的全部均值时间。如果模拟输入端有一个阶跃，那么需要经过滤波器的完全建立时间， ADC的数据输出才与阶跃之前的输入无关。还可能存在其他延迟，如滤波器的计算时间等。本次设计的数字抽取滤波器为3阶的CIC滤波器，与一般的FIR滤波器相比，后者则需要大量的乘法器，而前者只需要加法器和延时，简化了运算，适合用于抽取前级和内插后级等告诉场合，但是也有明显不足：幅频特性无法像 FIR 那样灵活设计，因而有时在抽取的后级会用 FIR 来整形。因此该设计主要由级联积分梳状(CIC)抽取滤波器、CIC补偿滤波器和半带(HB)滤波器组成。cIc抽取滤波器作为数字抽取滤波器的第一级来达到降速作用；CIC补偿滤波器用来补偿通带的衰减；HB滤波器则用作抽取滤波器的阻带衰减及进一步降低采样频率。用FDAtool设计CIC decimator时，通带增益不是0dB，需要级联一个常数增益滤波器，CIC滤波器增益为D^Q，D是抽取因子，Q是级数，常数增益滤波器增益设置为1/（D^Q），就行，在脚本中输入 G=dfilt.scalar，G.Gain=1/(D^Q)；然后从工作区引入滤波器，设置完参数和CIC级联。本文来源：https://blog.csdn.net/qq_39815222/article/details/103248394来自微信

科普：Memory Compiler生成的Register file和SRAM有何区别？ IP与S0C设计2021年09月03日04：01前两期，我们分别对OTP和MTP，RAM和ROM进行了比较。这一次，我们来谈谈Memory Compiler，以及通过它生成的Register file和SRAM。什么是Memory Compiler ？Memory Compiler，内存编译器。顾名思义，是用来生成不同容量memory的工具，输入参数，我们就可以得到生成的文件。生成的文件包括：前端设计verilog模型、逻辑综合的时序库、后端需要的电路网表和LEF/GDS版图文件、其他DFT验证相关的、datasheet手册等等。Memory Compiler由供应商提供，往往是不通用的，界面也不尽相同。同一个厂商的不同工艺下，Memory Compiler不同。相同工艺，不同厂商，Memory Compiler也不同。内存编译器通常是供应商的知识产权，其功能是根据客户的需求生成各种类型的memory。一般的Memory Compiler提供五个ram脚本（rf_sp,sram_sp,rf_tp,sram_dp,rom）。这意味着可以生成1 Port Register file、Single Port SRAM、2 Port Register file、Dual Port SRAM以及ROM。不同的厂商或许还拥有特殊工艺。一般来说，MC只生成常用的memory，特殊的往往需要定制或者组合。考虑到面积和性能，又可以划分为High Speed和High Density等等。图源知乎：SMIC 的Memory Compiler，由Artisan公司提供Memory Compiler使用介绍在使用Memory Compiler时，请务必确保你的RAM从头到位的规格与设定都相同，否则会造成一些不可避免的错误。首先在RTL代码阶段，要用到RAM就要用到verilog代码，此时不需要着急产生其他后阶段的必要数据，因为RTL代码阶段只需要行为级模型即可。当进入门级代码后，RAM compiler就要产生其他的相关数据了，同时要考虑RAM版图的位置与方向。由于重大的设计不会一蹴而就，所以有两个重点，第一个是每次使用RAM compiler时都一定要让它产生特性设置文档，避免忘记自己做过的设定。第二件事是对应的文件名要定义好，否则RAM的方向不同但是又用到了相同的文件名，就会把原始数据覆盖掉。RTL阶段在RTL阶段主要只是产生verilog行为级和设置文件。因为在RTL阶段不需要考虑RAM的位置信息。Memory Compiler提供多种选择，在这个阶段，选择生成RF或是SRAM，以及确定端口数量。如果容量比较大的话，相同设置下，单端口比双端口面积要小，速度也要快，功耗要低。综合与布局布线阶段为了避免重新启用Memory Compiler与以前设置有出入，所以最好一次性将Memory Compiler能够产生的相关数据一并输出。在这里，Memory Compiler还需要产生3种数据。 .LIB 该数据是RAM的时序信息文件 .VCLEF 布局布线工具需要使用的物理信息文件 .SPEC RAM的注释文件在布局布线前，需要考虑RAM的长与宽，估计它的位置与方向，尽量让功能想关的模块靠近一些。将产生的.LIB文件转换成.DB文件，就可以把Memory Compiler生成的RAM加入到代码中进行综合了。在综合工具的脚本中的serch_path下加入RAM的DB文件地址即可。以上为Memory Compiler大致的使用流程，不同的工具在细节上或许有所区别，但大体流程如此。苏州腾芯微电子的Memory Compiler界面接下来，我们来聊一聊，生成的memory——Register file和SRAM。Register file与SRAM的比较首先，厘清一下概念上的问题，Register file和很多的registers不是同一个概念。我们在IC设计里谈到register时，常常是指D触发器，而Register file是一种memory。那么，同为Memory Compiler生成，RF和SRAM有什么区别呢？在比较中，不同规格相比较显然不够客观，也不能让我们更清晰地认识到它们的差异。在比较前，我们需要先把端口的概念搞清楚： 1 port / single port：单端口，读写同端口，需要WE控制输入输出 2 port：双端口，读写分开，输入输出端口固定，可以不用WE控制 dual port:同样是双端口，但读写端口不固定，且都可读可写 RF 的端口示意图SRAM 的端口示意图所以我们应当把1P RF和SP SRAM，2P RF和DP SRAM比较，才有意义。1 Port Register file 和 Single Port SRAM同为单端口，从外部端口看，难以区分1P RF和SP SRAM的区别，但是我们可以从以下几个方面，来进行区分。首先我们以Memory Size：512*32的1P RF和SP SRAM为例。此为1P RF此为SP SRAM从datasheet直观上来看，SRAM比Register file多了OEN（输出使能）。除此之外，Register file和SRAM两者相比，SRAM的最大容量比RF要大。相同配置下，RF的面积更大，功耗更低。在mem比较小的情况下用RF划算，并且同样的mem，RF的长宽比会更小，方便后端floorplan。大容量的时候，SRAM的速度是有优势的。并且SRAM速度快，面积小。同样大小的RF，面积就很大了，速度也慢下来了。所以简单来说，小容量选RF，大容量选SRAM。2P Register file 和 Dual Port SRAM比起1P RF与SP SRAM的比较，2P RF与DP SRAM的差异较为直观。2P RF有一个输入数据总线，一个输出的数据总线。DP SRAM有两个数据输入总线，两个数据输出总线。换句话说，2P RF是一组信号，读写端口固定；而DP SRAM则有两组信号，读写不分开。且两组信号，每组都有自己的地址，输入数据总线，输出数据总线，时钟，读/写控制。这两组可以分别往存储单元写，或从存储单元读出。读可以一直读，写时数据可能存储单元数据更新，数据也可能输出端口。DP SRAM就好像2个SP SRAM共用存储单元。具体的应用，需要结合设计人员和项目自身的需求来选用。小容量，地址少的用RF。有两个外设要同时读写SRAM的，就要用DP SRAM。涉及到具体的选取，则需要由设计人员自己做判断了。以下为读写时序图：图源：数字IC自修室来自微信

【干货】这篇把MOSFET的每个特性参数都讲透了！ 小盛HI-SEMICON2021年07月12日08:4401绝对最大额定值02电参数来自微信