VHDL语言在PSpice中的仿真应用

随着科学技术的快速发展，电路仿真技术的应用达到了一个新的阶段。作为EDA工具的PSpice是能对模拟信号和数字信号进行仿真分析的非常好的软件。VHDL。是一门针对数字电路进行描述的语言。两者的电路仿真都有优缺点，如果将两者结合起来，可以得到比较好的仿真效果，对提高电路的设计质量有很大的帮助。

l PSpice

Spice(Simulation Program With Interated Circuit Emphasis)是美国加州大学伯克利分校于70年代推出的电路模拟仿真软件。PSpice是适用于PC(个人计算机)上Spice程序中的一种，现在是ORCAD软件的一个组成部分。他可以同ORCAD的其他部分：原理图设计、PCB板设计、FPGA与PLD设计融为一体，对提高整个设计人员的设计效率、缩短产品设计的周期有很大的帮助。

1．1 PSpice的优点

(1)良好的数／模仿真能力 采用的元器件模型的特性几乎与实际器件相同。仿真类型有暂态分析、直流分析、交流分析和静态工作点分析4大类。每大类分析又有具体的分析。根据不同的分析情况可以选择不同的元器件模型或者修改模型，可得到比较的仿真效果，对设计电路有极大的帮助。

(2)丰富的模型参数库 软件库中的元件增添了不少厂家的各种模型，使得库中涉及的器件总数达到13 000多个。

(3)扩展模型参数库生成功能 通过文本和修改规范方式来提取模型参数，非常容易地通过建立新器件来完成由于库中元器件缺少而带来的问题。

(4)良好的波形显示功能 改进波形显示功能。通过修改电路特性分析的参数设置，方便用户重新进行模拟仿真再显示，可同时显示多个窗口。

1．2 PSpice仿真的一般步骤

PSpice仿真的一般步骤如图1所示。对于电路图中元件可以是库中现有的元器件，也可以是通过其他方法而产生的元件。除了用画图方式，还可以用文本方式或者是通过导入其他文件的方式来进行仿真。

2 VHDL

VHDL是描述、验证和设计数字系统重要的标准。

2．1 VHDL语言的特点

主要描述系统的结构、行为、功能和接口。强大的行为描述能力可避开具体的器件结构，是设计大规模电子系统的重要保证。丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期就能查验设计系统的功能可行性。VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了他具有支持大规模设计的分解和已有设计的再利用功能。符合市场需求的大规模系统高效、高速地完成必须有多人甚至多个开发组共同并行工作。对于用VHDL，完成的一个确定的设计，可以利用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动地把VHDL，描述设计转变成门级网表。V}IDI。对设计的描述具有相对独立性，设计者可以不懂硬件的结构，也不必管理终设计实现的目标器件是什么，而进行独立的设计。

2．2 VHDL的设计流程

(1)设计输入根据电路设计所提出的要求，将程序输入到VHDL编辑器中去编辑。

(2)功能级模拟 用V}tDI，模拟器对编辑后的程序进行模拟，如果达不到设计要求，则可以重新修改程序，直到通过功能模拟。

(3)逻辑综合与优化 将通过功能模拟的程序放到VHDL编译器中，进行逻辑综合与优化。

(4)门级模拟 对电路用VHDL。仿真器仿真。可对门级电路的延时、定时状态、驱动能力等进行仿真。如不符合要求，可重复步骤(3)，再门级模拟，直到符合要求为止。

(5)版图生成 用相应的软件处理后，就可以拿去制版。

3两者结合在数字电路中的应用

下面是一个模数混合仿真电路，如图2所示。前一部分用来产生一个周期性的信号，给后面的计数器提供计数脉冲信号。前一部分是模拟电路来产生模拟信号，后面的计数器是用VHDL，语言产生的模块。这种模数结合电路在实际中被广泛地应用。

从仿真信号可以看出，模拟信号V(01)并不是非常理想(见图3)，这可以通过修改器件或模型中的参数来得到比较好的周期信号。而后一个hour模块是24进制计数器，采用VHDL。语言来描述产生。其程序如下：

4 结 语

VHDL和PSpice的应用各有侧重点：VHDL，主要用于数字电路的设计上，而PSpice主要用于模拟电路的设计上。只要将两者的优点结合，就可以得到设计效果更好的电路。