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SPICE (Software)

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

Entwicklungsgeschichte Bearbeiten

Der Vorläufer von SPICE war CANCER (Computer Analysis of Nonlinear Circuits Excluding Radiation), der von Studenten von Ronald Rohrer als Klassenprojekt entwickelt wurde. Der Name war eine Anspielung auf das damalige Antikriegs-Klima in Berkeley (excluding radiation bedeutete, dass es nicht für die Arbeit im Rüstungsprogramm oder im Auftrag des Verteidigungsministeriums gedacht war, wo man auf Fragen von Strahlung und Bestrahlung Wert legte). Hauptentwickler von SPICE war Larry Nagel (Laurence W. Nagel), der schon als Student von Rohrer an CANCER mitgearbeitet hatte, und mit dem dieser bei Donald Pederson promovierte (nachdem Rohrer Berkeley verlassen hatte).

SPICE wurde ursprünglich am Electrical Engineering and Computer Sciences (EECS) Fachbereich der University of California in Berkeley entwickelt, in Fortran geschrieben 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, worunter aber wiederum die Kompatibilität leidet, was teilweise zu erheblichen Problemen führt, ein funktionierendes Simulationsmodell zu finden.

SPICE1 wurde 1973 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt. 1975 erschien eine stark verbesserte zweite Version. 1989 wurde Version 3 von Thomas Quarles, einem Studenten von A. Richard Newton (der an Spice 2 mitgearbeitet hatte), herausgebracht, die in C geschrieben war.

Funktion Bearbeiten

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 an deren physikalischer Baustruktur orientiert sind, aber auch vollkommen abstrakt formuliert sein können. Im letzteren Fall wird ein Subsystem als Black Box nur durch Ein/Ausgänge und verknüpfende Gleichungen beschrieben. Das führt zu rascheren und zugleich exakteren Simulationsergebnissen, da sich die Modellungenauigkeiten der Einzelkomponenten innerhalb des Subsystems nicht hochaddieren können. Allerdings bleibt dann das Zusammenspiel der Einzelkomponenten unbekannt.

Benutzerschnittstellen Bearbeiten

Eine Anzahl von Anwendungen verwendet den Quellcode als Kern für eine grafische Benutzeroberfläche. Das hat den Vorteil, dass sich die Simulation intuitiver erstellen lässt:

Literatur Bearbeiten

  • 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
  • Dietmar Ehrhardt, Jürgen Schulte: Simulieren mit PSPICE, Vieweg Verlag, 1992, ISBN 3-528-14921-3

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ http://www.ieee.li/pdf/viewgraphs/basics_simulation_technology.pdf
  2. ↑ http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/1973/22871.html
  3. Larry Nagel über die Entwicklung von Spice
  4. PSpice
  5. LTspice
  6. TINA
  7. TINA-TI
  8. Multisim
  9. ngspice
  10. B2 Spice
  11. Felicitas PCBSim
  12. (Memento vom 23. September 2013 im Internet Archive)
  13. SystemVision
  14. Qucs
  15. QSPICE™ Simulator. Abgerufen am 6. Oktober 2023 (englisch).
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Veröffentlichungsdatum:
In diesem Artikel oder Abschnitt fehlen noch wichtige Informationen Hilf der Wikipedia indem du sie recherchierst und einfugst SPICE Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ist eine Software zur Simulation analoger digitaler und gemischter elektrischer Schaltungen Schaltungssimulation Inhaltsverzeichnis 1 Entwicklungsgeschichte 2 Funktion 3 Benutzerschnittstellen 4 Literatur 5 Weblinks 6 EinzelnachweiseEntwicklungsgeschichte BearbeitenDer Vorlaufer von SPICE war CANCER Computer Analysis of Nonlinear Circuits Excluding Radiation 1 2 der von Studenten von Ronald Rohrer als Klassenprojekt entwickelt wurde Der Name war eine Anspielung auf das damalige Antikriegs Klima in Berkeley excluding radiation bedeutete dass es nicht fur die Arbeit im Rustungsprogramm oder im Auftrag des Verteidigungsministeriums gedacht war wo man auf Fragen von Strahlung und Bestrahlung Wert legte 3 Hauptentwickler von SPICE war Larry Nagel Laurence W Nagel der schon als Student von Rohrer an CANCER mitgearbeitet hatte und mit dem dieser bei Donald Pederson promovierte nachdem Rohrer Berkeley verlassen hatte SPICE wurde ursprunglich am Electrical Engineering and Computer Sciences EECS Fachbereich der University of California in Berkeley entwickelt in Fortran geschrieben und steht heute im Quellcode in Version 3f5 zur allgemeinen Verfugung Auf dieser Version beruhen auch etliche kommerzielle und freie Ableger die das Original um zusatzliche Funktionen erweitern worunter aber wiederum die Kompatibilitat leidet was teilweise zu erheblichen Problemen fuhrt ein funktionierendes Simulationsmodell zu finden SPICE1 wurde 1973 erstmals der Offentlichkeit vorgestellt 1 2 1975 erschien eine stark verbesserte zweite Version 1989 wurde Version 3 von Thomas Quarles einem Studenten von A Richard Newton der an Spice 2 mitgearbeitet hatte herausgebracht die in C geschrieben war Funktion BearbeitenGrundfunktion der Schaltungssimulation mit SPICE ist das algorithmische Finden von Naherungslosungen fur die systembeschreibenden Differentialgleichungen Deren Zusammenhang wird von der Schaltungstopologie bestimmt und mittels einer Netzliste welche die Bauelemente und deren Verbindungen beschreibt an den Simulator ubergeben Die Bauelemente werden durch Modelle beschrieben die teils an deren physikalischer Baustruktur orientiert sind aber auch vollkommen abstrakt formuliert sein konnen Im letzteren Fall wird ein Subsystem als Black Box nur durch Ein Ausgange und verknupfende Gleichungen beschrieben Das fuhrt zu rascheren und zugleich exakteren Simulationsergebnissen da sich die Modellungenauigkeiten der Einzelkomponenten innerhalb des Subsystems nicht hochaddieren konnen Allerdings bleibt dann das Zusammenspiel der Einzelkomponenten unbekannt Benutzerschnittstellen BearbeitenEine Anzahl von Anwendungen verwendet den Quellcode als Kern fur eine grafische Benutzeroberflache Das hat den Vorteil dass sich die Simulation intuitiver erstellen lasst PSpice von Cadence Design Systems 4 LTspice von Linear Technology seit 2017 Analog Devices 5 TINA von DesignSoft 6 TINA TI von Texas Instruments 7 Multisim von National Instruments 8 ngspice Open Source Projekt 9 B2 Spice von Beige Bag Software Inc 10 Felicitas PCBSim von Felicitas Customized Engineering GmbH 11 HSPICE von Synopsys 12 SystemVision von Mentor Graphics 13 Altium Designer fur Windows Target 3001 enthalt einen Spice 3f5 bzw PSpice kompatiblen Simulator Proteus Software enthalt einen Spice 3F5 bzw ProSpice kompatiblen Simulator Qucs Quite Universal Circuit Simulator Open Source Projekt 14 QSPICE Simulator free Software by Qorvo designed by Mike Engelhardt 15 Literatur BearbeitenKarl H Muller 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 Dietmar Ehrhardt Jurgen Schulte Simulieren mit PSPICE Vieweg Verlag 1992 ISBN 3 528 14921 3Weblinks BearbeitenUmfangreiche Ubersicht inkl Bildern von SPICE Programmen auf mikrocontroller net Berkeley spice3f5 Download National Instruments Grundlagen der SPICE Simulation Viele Beispielvideos in denen Grundschaltungen der Elektronik mit PSpice erklart werden Einzelnachweise Bearbeiten a b http www ieee li pdf viewgraphs basics simulation technology pdf a b http www eecs berkeley edu Pubs TechRpts 1973 22871 html Larry Nagel uber die Entwicklung von Spice PSpice LTspice TINA TINA TI Multisim ngspice B2 Spice Felicitas PCBSim HSPICE Memento vom 23 September 2013 im Internet Archive SystemVision Qucs QSPICE Simulator Abgerufen am 6 Oktober 2023 englisch Abgerufen von https de wikipedia org w index php title SPICE Software amp oldid 238788056