アナログ／ミックスドシグナル・シミュレーションツール
Cadence® PSpice® は、実績ある先進的なフル機能のアナログ／ミックスドシグナル・シミュレータです。豊富なボードレベルモデルを備え、複雑なミックスドシグナル設計にも対応し、IGBT や PWM 回路、DAC／ADC を含む設計にも適用可能です。さらに、単一のウィンドウ上で同一の時間軸に沿って、アナログ信号とデジタル信号の波形を同時に確認できます。
PSpice のシミュレーションツールは、Cadence® OrCAD® X Capture および Cadence® Allegro® Design Entry HDL と統合されています。これにより、単一の設計環境で回路設計、シミュレーション制御、結果解析を効率的に行うことができます。
デジタル／アナログ混在のミックスドシグナル・シミュレーションに対応しており、回路規模の大小を問わず、アナログとデジタルを組み合わせた設計が可能です。例えば、IGBT や PWM モジュールを用いた DAC／ADC 回路の設計にも対応します。さらに、単一のウィンドウ上で、アナログ信号とデジタル信号の波形を同一の時間軸で容易に確認できます。
OrCAD 製品関連図
 | OrCAD X Capture／OrCAD X Capture CIS の回路図をそのまま利用可能。OrCAD X Capture は、世界で最も広く利用されている回路図エディタです。 |
|---|---|
| 新しいユーザーインターフェースでは、回路図上の属性からモデルパラメータを設定できます。 |
| 直感的で使いやすいシミュレーションパラメータ設定インターフェース |
| 階層構造回路図の接続関係ファイルに対応 |
| OrCAD X Capture／OrCAD X Capture CIS と双方向にクロスプロービングが可能 |
| 波形表示ウィンドウの表示スタイルを自由にカスタマイズ可能 |
| 測定・解析を容易に行える波形表示ウィンドウ |
| シミュレーションパラメータ設定をプロファイルとして保存し、再利用可能 |
| DC、AC、トランジェント解析に対応 |
| ノイズ解析、フーリエ解析、温度解析をサポート |
| パラメータスイープ解析（STEP） |
| インタラクティブなシミュレーション制御インターフェース |
|---|---|
| アナログのビヘイビア（動作）モデル |
| デジタル信号の遅延モデル |
| 制約条件チェック（セットアップ／ホールドタイミングの競合など） |
| デジタル回路のワーストケースタイミング解析 |
| 刺激信号（励起信号）編集インターフェース |
| デバイス特性カーブを用いた新規モデル作成 |
| 解析結果の測定および検証 |
| バイアスポイント設定の保存／読み込み |
| 回路図上から直接、消費電力の測定指定が可能 |
| 2 種類のシミュレーションコアエンジンを搭載 |
設計インターフェース／編集
| Cadence® OrCAD® X Capture／OrCAD® X Capture CIS の回路図をそのまま利用可能。OrCAD X Capture は世界で最も広く使用されている回路図エディタです。 |
|---|---|
| 30,000 点以上の部品モデルを備えたライブラリに加え、モデル作成や検索を行うアプリも利用可能 |
| 旧 MicroSim で作成した設計データを OrCAD X Capture／PSpice 環境へ読み込み可能 |
| 階層構造のブラウザにより、複雑な設計も効率的に検索可能 |
| 階層部品の追加・削除に応じて、対応する接続関係を自動的に更新 |
| デジタルとアナログ間の接続を忠実に反映した信号解析が可能 |
刺激信号ジェネレータ
| OrCAD X Capture／CIS からグラフィカルな刺激信号編集インターフェースへ切り替え、刺激信号の特性を定義・プレビューできます。 |
|---|---|
| あらかじめ用意された関数を用いて条件指定で刺激信号を定義することも、マウス操作で直接描画することも可能です。 |
| ドラッグ操作により、一般信号、クロック信号、バス信号などのデジタル刺激信号を直感的に作成できます。 |
回路シミュレーション
シミュレーション制御
| 単一のウィンドウ上で、シミュレーションの実行状況、関連情報、結果を一括して確認できます。 |
|---|---|
| 多様なアナログ解析機能と組み合わせ、精度設定、自動タイミング制御、自動収束機構を用いてシミュレーションを制御できます。 |
アナログ／デジタル混在回路シミュレーション
| PSpice A/D は、アナログ⇔デジタル間の信号および電力の伝達と特性を自動的に認識・連携します。 |
|---|---|
| 同一の波形表示ウィンドウ内で、同一時間軸に沿ってアナログ信号とデジタル信号の波形を上下に分けて表示できます。 |
アナログ解析
| AC、DC、ノイズ、トランジェント解析に対応 |
|---|---|
| 単一部品のポイント電圧、単一ピンの電流および消費電力を測定可能 |
| 温度効果パラメータを考慮することで、より現実に近いシミュレーションが可能 |
表示機能
プローブ波形表示ウィンドウ
| 数式演算関数を選択して、ノード波形を表示可能 |
|---|---|
| シミュレーション結果に基づき、連続かつリアルタイムに波形を表示 |
| 波形表示を他のソフトウェアへコピー＆ペースト可能 |
データ表示
| 電圧・電流・消費電力・ボード線図（Bode プロット）など、リアルタイムかつ複雑な波形表示に対応 |
|---|---|
| フーリエ変換により、時間領域から周波数領域、または周波数領域から時間領域への変換表示が可能 |
| 波形データは .txt または .csv 形式で保存でき、PSpice へ再読み込み可能 |
| パラメトリック解析、モンテカルロ解析、ワーストケース解析の複数結果を単一ウィンドウで同時に表示可能 |
デバイスモデル
| 豊富なモデルライブラリを備え、その多くが温度効果を考慮済み |
|---|---|
| 収録モデルには、R、L、C、バイポーラトランジスタをはじめ、以下のデバイスが含まれます。 |
|
- 内蔵 IGBT モデル | |
| Device Equations Developer’s Kit（DEDK）により、C 言語を用いて PSpice 用の内部等価モデルをカスタマイズ可能 |
モデルから部品を作成
| Model Editor を使用して、シミュレーション可能な部品を迅速に作成し、OrCAD X Capture／CIS 用の部品シンボルを自動生成できます。 |
|---|---|
| メーカー提供のシミュレーション対応部品ライブラリを、OrCAD X Capture／CIS の部品ライブラリへ一括変換可能 |
| アナログ、デジタル、ミックスドシグナル部品を独自に作成可能 |
PSpice モデルエディタ
| 対応するモデルに部品仕様データを適用することで、新たなシミュレーション可能部品を作成できます。 |
|---|---|
| 新しい部品ウィザード・インターフェースにより、部品変換をより簡単に行えます。 |
磁性部品エディタ
磁性部品エディタにより、トランスなどの磁性部品を効率的に作成できます。
| シミュレーション可能なトランスやインダクタ部品を作成可能 |
|---|---|
| 設定した材質や巻数などの情報を、製造メーカー向けの仕様ファイルとして出力できます。 |
C／SystemC モデル対応
近年の回路設計では、I/O などの周辺回路を除き、コア機能の多くが論理演算で構成されており、これらの機能はソフトウェアによって実装されるケースが増えています。
| ソフトウェアによる演算と外部周辺制御には、以下の利点があります。 |
|---|---|
|
- ハードウェア回路設計を大幅に簡素化 | |
| PSpice V16.6 QIR8 では、C 言語による機能回路の開発を正式にサポートし、PSpice モデル内部へ組み込むことで、従来の回路設計を置き換えることが可能です。 |
| PSpice の C モデルは、C／C++／SystemC コンパイラで作成・コンパイルされた DLL ファイルをサポートします。 |
| 既存のデバイス内から DLL を呼び出し、ピンに関連付けることで、ソフトウェア化された回路演算設計を実現できます。 |
Cadence® PSpice® A/A 高度解析オプション ― アナログ／ミックスドシグナル・シミュレーションツール
Cadence® PSpice® A/A の高度解析機能は、設計の最適化を支援し、性能・歩留まり・信頼性の向上に貢献します。主な機能として、感度解析（Sensitivity）、モンテカルロ解析（Monte Carlo）、ストレス（Smoke）解析を搭載しています。さらに、最適化エンジン（Optimizer）には複数の新しいアルゴリズムが追加されています。部品単体、または部品間の回路特性を短時間で把握することが可能です。これにより、低コストかつ高性能・高品質な製品設計を実現できます。
感度解析（Sensitivity Analysis）
回路全体の特性に最も影響を与える部品パラメータを特定します。
最適化（Optimizer）
回路を最適化し、最適な部品値を導出します。
モンテカルロ解析（Monte Carlo Analysis）
部品パラメータおよび許容誤差を考慮した歩留まり解析を行います。
ストレス解析（Smoke Analysis）
各部品が受けるストレスを評価し、最大負荷の部品を特定します。
パラメトリックプロッタ（Parametric Plotter）
複数パラメータによるクロス解析が可能です。
PSpice A/A（オプション）機能紹介
感度解析（Sensitivity Analysis）
Sensitivity Analysis を使用することで、回路全体の中から回路特性に最も大きな影響を与える部品を特定できます。これにより、システム安定性に影響する重要部品を迅速に抽出し、必要に応じて許容誤差の見直しを行うことが可能です。さらに、部品のばらつきや測定値を自動的に調整し、最悪条件（Worst Case）を探索することができ、設計の信頼性評価を効率化します。ここで選定された部品は、後続の誤差解析や最適化（Optimizer）における評価対象部品としても活用できます。設計性能や歩留まりを維持したまま、影響度の小さい部品を見極めることで、より低コストな部品への置き換えが可能となり、製造コスト削減にも貢献します。
特長
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Cadence® OrCAD® X Capture／OrCAD® X Capture CIS の回路図をそのまま利用可能。OrCAD X Capture は、世界で最も広く使用されている回路図エディタです。 |
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30,000 点以上の部品モデルを備えたライブラリを搭載し、部品モデルの作成や検索を行うアプリケーションも利用できます。 |
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旧 MicroSim で作成した設計データを、OrCAD X Capture／PSpice 環境へ読み込み可能です。 |
最適化（Optimizer）
Cadence® PSpice® Advanced Analysis に搭載された Optimizer は、アナログ回路およびシステムの解析を行います。部品値を一つずつ手動で変更することなく、仕様や制約条件を満たす最適な部品値を自動的に探索・調整します。目的関数や制約条件を柔軟に設定することで、異なる設計仕様に対応した部品値を算出することも可能です。
特長
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設計性能の向上 |
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新しい設計仕様に基づく部品値の導出 |
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初期結果から逆算して最適な部品値を算出 |
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既存回路を調整し、最適な部品値へチューニング |
モンテカルロ解析（Monte Carlo Analysis）
モンテカルロ解析は、回路設計における歩留まりを事前に評価し、統計グラフとして可視化する解析手法です。各部品のパラメータおよび許容誤差に対して、確率分布に基づくランダムサンプリングを行い解析します。各シミュレーション結果から特性値を統計的に評価し、歩留まりを算出します。
特長
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設定した仕様に基づく歩留まり算出 |
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関連パラメータの統計評価 |
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ヒストグラムによる結果表示 |
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累積分布グラフによる結果表示 |
ストレス解析（Smoke Analysis）
Smoke 解析は、回路動作時に部品が受けるストレス（消費電力、温度、過電圧／過電流など）を解析します。回路シミュレーション結果を部品の安全動作範囲（SOA）と比較し、超過しているパラメータを明確に表示します。平均値（Average）、実効値（RMS）、ピーク値（Peak）でシミュレーション結果を表示し、許容範囲との比較が可能です。これにより、最も大きなストレスを受けている部品パラメータを容易に特定できます。
特長
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部品の最大耐電圧 |
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部品の最大許容電流 |
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各部品の消費電力 |
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二次破壊の臨界点 |
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接合部温度（ジャンクション温度）の特定 |
パラメトリックプロッタ（Parametric Plotter）
PSpice A/A の Parametric Plotter は、複数パラメータによる演算解析を実行できます。シミュレーション回路作成後、さまざまな変動要因をクロス演算し、結果を迅速に解析できます。Parametric Plotter では、各種モデルの表示形式や変数の組み合わせを柔軟に設定可能です。計算結果はスプレッドシート形式で一覧表示でき、波形表示ウィンドウへ送信することもできます。
特長
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複数パラメータ値のスキャン |
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複数パラメータ値のスキャン |
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部品／モデルパラメータのスキャン |
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結果を波形表示ウィンドウへ転送可能 |
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演算後測定（Post-Calculation Measurement）の実行が可能 |
