硬件仿真平台研发与常用软件评估

微电子及集成电路技术发展日新月异，离不开EDA电子电路仿真软件的支持。每天不知有多少电路设计及验证者，使用着各种电路仿真软件工具。俗话说，工欲善其事必先利其器，如何挑选合适的电路仿真软件工具?是决定工作效率的一个关键。对于市场上各类电路仿真软件工具，工程师至少要做到知己知彼，什么样的电路仿真软件工具适合什么样的电路设计?各种电路仿真软件工具的优点及不足?本文为大家整理了常用的几款电路仿真软件工具，并对这些电路仿真软件工具的优缺点做了简单比较。

一、Cadence

Cadence 公司是老牌的EDA工具提供商，采用Cadence的软件、硬件和半导体IP，用户能更快速向市场交付产品。Cadence公司创新的"系统设计实现" (SDE)战略，将帮助客户开发出更具差异化的产品——小到芯片大至系统——涵盖移动设备、消费电子、云数据中心、汽车、航空、物联网、工业应用以及其他细分市场。

其电路仿真软件Cadence Sigrity 2018版本包含了最新的3D解决方案，帮助PCB设计团队缩短设计周期的同时实现设计成本和性能的最优化。 独有的3D设计及分析环境，完美集成了Sigrity工具与Cadence Allegro技术，较之于当前市场上依赖于第三方建模工具的产品，Sigrity 2018版本可提供效率更高、出错率更低的解决方案，大幅度缩短设计周期的同时、降低设计失误风险。 此外，全新的3D Workbench解决方案弥补了机械和电气领域之间的隔阂，产品开发团队自此能够实现跨多板信号的快速精准分析。

Sigrity 2018最新版可帮助设计人员全面了解其系统，并将设计及分析扩展应用到影响高速互连优化的方方面面：不仅包括封装和电路板，还包括连接器和电缆领域。集成的3D设计及分析环境使PCB设计团队能够在Sigrity工具中实现PCB和IC封装高速互连的优化，然后在Allegro PCB、Allegro Package Designer或Allegro SiP Layout中自动执行已优化的PCB和IC封装互连，无需进行重新绘制。而直至今日，优化结果导回设计软件的流程始终是一项容易出错、需要仔细验证的手动工作。通过自动化该流程，Sigrity 2018最新版能够降低设计出错风险，免去设计人员花费数小时重新绘制和重新编辑工作的时间，更能避免在原型送到实验室之后才发现错误而浪费掉数天的时间。这不仅大大减少了原型迭代次数，更通过避免设计返工和设计延期而为设计项目节省大量的资金。

Cadence的电路仿真软件的一个小缺点是，操作较为复杂，比较适合复杂板的开发。

二、Altium Designer

Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows操作系统。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件使电路设计的质量和效率大大提高。

Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。 由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些。

目前最高版本为：Altium Designer 19.0.12　。

Altium Designer 的缺点是对复杂板的设计不及Cadence。

三、Proteus

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件，支持电路图设计、PCB布线和电路仿真。Proteus支持单片机应用系统的仿真和调试，使软硬件设计在制作PCB板前能够得到快速验证，不仅节省成本，还缩短了单片机应用的开发周期。Proteus 是单片机工程师必须掌握的工具之一。

Proteus软件分为ARES和ISIS模块，ARES用来制作PCB，ISIS用来绘制电路图和进行电路仿真。

Proteus的缺点是，对电路的数据计算方面不足。

四、 Multisim

Multisim是美国国家仪器(NI)有限公司推出的以Windows为基础的电路仿真软件工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

在模电、数电的复杂电路虚拟仿真方面，Multisim是当之无愧的一哥。它有形象化的极其真实的虚拟仪器，无论界面的外观还是内在的功能，都达到了的最高水平。它有专业的界面和分类，强大而复杂的功能，对数据的计算方面极其准确。在电子竞赛的学生中拥有广泛 的粉丝，尤其是模拟电路时，用得最多的电路仿真软件就是Multisim。同时，Multisim不仅支持mcu，还支持汇编语言和C语言为单片机注入程序，并有与之配套的制版软件NI Ultiboard10，可以从电路设计到制板layout一条龙服务。

Multisim的缺点是，软件过于庞大，对MCU的支持不足，制板等附加功能比不上其他的专门的软件。

五、Matlab电路仿真软件包Simulink

Simulink是MATLAB中的一种可视化电路仿真软件， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。使用MatlabSimulink的好处是：其数据处理十分有效、精细，运行速度较快;其数据的格式兼容性十分好，便于数据的后处理与分析，尤其是控制特性的研究分析。

Matlab的缺点在于Matlab是对理想模型的仿真，不能考虑非理性状态下的情况。

六、TINA-TI

TINA 是一款易于使用但功能强大的电路仿真软件，基于 SPICE 引擎。其研发者是欧洲DesignSoft Kft.公司,大约流行四十多个国家,并有二十余种不同语言的版本,其中包括中文版，大约含有两万多个分立或集成电路元器件。

TINA-TI 是由 DesignSoft 专为德州仪器 (TI) 而准备的。 TINA-TI 提供了 SPICE 的所有传统直流、瞬态和频率域分析以及更多。TINA 具有广泛的后处理功能，允许用户按照希望的方式设置结果的格式。虚拟仪器允许选择输入波形、探针电路节点电压和波形。

TINA 的原理图捕捉非常直观 - 真正的"快速入门"。

对于用户来说，Tina的界面简单直观，元器件不算多，但是分类很好，而且TI公司的元器件最齐全，当在Multisim找不到对应的器件时，就会用到Tina来仿真。

Tina-TI的缺点是，功能相对较少，对TI公司之外的元器件支持较少。

七、Infineon Designer

Infineon Designer兼具模拟和数字电路仿真软件功能，是一款在线工具，可实现在线仿真，设计产品原型。

Infineon Designer也是基于DesignSoft TINA产品。利用 Infineon Designer，工程师只需一个浏览器，便能为特定应用找到相匹配的器件。整个仿真过程直观、快速，无需安装任何软件或购买许可证。

主要涵盖产品级、应用级和系统仿真三个方面，包括基于参数搜索的产品查找器、应用方案查找器以及系统仿真工具。支持16个产品查找器，适用于7000多款英飞凌产品。

免费简单易用是这类在线仿真工具的优点，缺点是功能不够强大，支持的器件有限。

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