SPICE (Software)

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) ist eine Software zur Simulation analoger, digitaler und gemischter elektrischer Schaltungen (Schaltungssimulation).

Entwicklungsgeschichte

SPICE wurde ursprünglich am Electrical Engineering and Computer Sciences (EECS) Fachbereich der University of California in Berkeley entwickelt und steht heute im Quellcode in Version 3f5 zur allgemeinen Verfügung. Auf dieser Version beruhen auch etliche kommerzielle und freie Ableger, die das Original um zusätzliche Funktionen erweitern.

Funktion

Grundfunktion der Schaltungssimulation mit SPICE ist das algorithmische Finden von Näherungslösungen für die systembeschreibenden Differentialgleichungen. Deren Zusammenhang wird von der Schaltungstopologie bestimmt und mittels einer Netzliste, welche die Bauelemente und deren Verbindungen beschreibt, an den Simulator übergeben. Die Bauelemente werden durch Modelle beschrieben, die teils physikalisch orientiert sind, aber auch vollkommen abstrakt formuliert sein können. Im letzteren Fall wird ein Subsystem nur durch Ein/Ausgänge und verknüpfende Gleichungen beschrieben, statt aus Einzelkomponenten zu bestehen. Das führt zu rascheren und zugleich exakteren Simulationsergebnissen, da sich die Modellungenauigkeiten der Einzelkomponenten nicht hochaddieren können. Allerdings bleibt dann das interne Verhalten des Blocks unbekannt.

Benutzerschnittstellen

Eine Anzahl von Anwendungen verwenden den Quellcode als Kern für eine graphische Benutzerschnittstelle. Dies hat den Vorteil, dass sich die Simulation intuitiver erstellen lässt:

• PSpice von Cadence Design Systems ^[1]
• LTspice von Linear Technology ^[2]
• TINA von DesignSoft^[3]
  • TINA-TI von Texas Instruments ^[4]
• Multisim von National Instruments ^[5]
• ngspice, Open Source Projekt ^[6]
• B2 Spice von Beige Bag Software Inc. ^[7]

Literatur

• Karl H. Müller: Elektronische Schaltungen und Systeme. Simulieren, analysieren, optimieren mit SPICE, Vogel Verlag, 1990, ISBN 3-8023-0292-3
• Steven M. Sandler, Charles E. Hymowitz: SPICE circuit handbook, McGraw-Hill Professional, 2006, ISBN 978-0-07-146857-2

Einzelnachweise

1. ↑ PSpice, Internetseite von Cadence Design Systems
2. ↑ LTspice, Internetseite von Linear Technology
3. ↑ http://www.designsoftware.com/home/English/&
4. ↑ TINA-IT, Internetseite von Texas Instruments
5. ↑ Multisim, Internetseite von National
6. ↑ ngspice, Internetseite bei Sourceforge
7. ↑ B2 Spice, Internetseite von Beige Gag Software Inc.

Weblinks

• Eine umfangreiche Übersicht inkl. Bildern von SPICE-Programmen
• Berkeley spice3f5 (Download)
• National Instruments: Grundlagen der SPICE-Simulation