仿真大神的新作，让人人都是电源设计高手
发布时间：2024-03-11 16:08:49
来源：RF技术社区 (https://rf.eefocus.com)
您熟悉的大部分EDA软件，大概率都是来自软件设计公司。但，你的电源仿真软件很可能是来自电源芯片原厂。因为“最好的仿真工具不是来自软件公司，而是来自半导体芯片制造商。”——Mike Engelhardt
一个人的“倔强”，定义了电源仿真的工具生态，他就是QSPICE™射频和电源电路仿真软件的开发者Mike Engelhardt。
半个世纪前开启的仿真大神传奇
早在1975 年，不到 20 岁的毛头小伙的他，就开始编写用于环形加速器中的非弹性原子核相对论动力学仿真软件。
在近50年（直1975年起）的时间内，他一直是编写仿真器的大神。无论你熟悉的LTSPICE、PSPICE还是NGSPICE，都是出自他之手。
有着几十年开发物理仿真软件经验的他认为，最好的仿真软件应该来自于实际关注和使用该软件的人，而并非软件公司。他自认为开发的LTSPICE的性能可以胜过任何销售的商业软件，目的就是为了让任何人在任何代价下都可以使用到高性能的SPICE程序。
今天，我们习惯于说仿真电路为“SPICE一下电路”，就像说“百度下这个问题”一样的自然。
大神新作，电源仿真器新生代诞生
而Qorvo在2023年推出的电源仿真器QSPICE则是Mike汇集近50年经验的最新力作，面市仅半年时间的绝对“新生代”！
这一款仿真器是Mike从零开始构建的全新仿真工具，具有卓越SPICE技术基础功能的全新SPICE代码，实现了全新一代混合模式电路仿真。通过提升仿真速度、功能和可靠性，为电源和模拟设计带来更高的设计效率。
与传统仿真器比较，其中一个关键的区别在于它提供混合信号仿真：支持大量数字电路网络是SPICE仿真器的一大进步；加入数字电路的目的主要是考虑到电源工程师的需求，即为他们带来模拟电路和系统的能力。这些电路和系统还结合了RF技术，既能处理高功率电平，又能保持RF性能、效率及可靠性。
处于智能时代潮流前沿的Mike是懂工程师的新需求的，例如他在QSPICE中就结合AI和机器学习应用中所采用的仿真，仿真引擎采用了先进的数字方法，并针对现代运算硬件进行优化，包括GPU渲染的用户界面及SSD感知存储管理，从而显著提高了速度和精度。
过去，电源设计师依赖于模拟电路和硅电源开关。如今，数字控制和化合物半导体已成为先进电源设计的常见元素。无论工程师是为汽车电池充电开发AI算法、优化脉冲雷达电源，还是评估最新的碳化硅FET，都可以完美胜任。
走心设计，让虐心体验成为往事
有过电路仿真经验的，大概都会有各种糟心的体验。下面是网上一些工程师网友常见的吐槽截图：
运行仿真的效率是常见的槽点，为此Mike基于Qorvo基准测试和一套具有挑战性的测试电路，缩短了总体运行时间，并达到100%的完成率。相比之下，如使用其它流行SPICE仿真器运行相同的测试电路，失败率高达15%。这背后是因为Mike采用了具有更卓越的SPICE技术基础：例如消除了器件的I-V不连续性，从而获得更快的仿真；为了提高精度，Qorvo提供了用于高阶晶体管级仿真的详细晶体管模型，并完全重新架构了基于误差的自适应时间步长控制。
对模型库的支持能力无疑也是非常重要的。Qorvo提供定期更新的QSPICE模型库，其中包括Qorvo的碳化硅和高级电源管理解决方案，使客户能够轻松利用Qorvo电源进行评估和设计。值得一提的是，用户还可以创建自己的模型并将其集成到软件中，亦或轻松导入第三方模型，包括其它IC制造商都可以提供在其上运行的专有加密模型。
QSPICE软件包括多个可执行程序，用于处理模式采集、仿真、波形显示和后处理——所有程序均在本地运行。主程序QUX.exe根据需要调用其它可执行程序。除此之外，QSPICE还有很多“贴心”的特色：例如它可在装有GPU加速器的Windows PC上运行，以获得高质量实时图形；它还可以通过物理隔离（air-gapped）方式运行——这作为一种安全措施，用于将用户的计算机或网络与外部连接隔离。此外，甚至用户还可以将C++或Verilog源代码写入本地目标代码，以便更快速、更高效地执行仿真，从而让在合理的时间范围内执行更庞大、更复杂的仿真成为可能。
QSPICE推出初期就获得超过1,000位用户进行了beta测试，以下是其中一些用户的评价：
文章转载自Qorvo半导体微信公众号
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