模擬CMOS集成電(dian)路(lu)設(she)計實(shi)驗(yan)指導(dao)軟件(jian)開發(fa)方(fang)案
- 實驗(yan)管理模塊(kuai)：軟件(jian)以(yi)課程經(jing)典實驗(yan)為(wei)主(zhu)線，如(ru)單(dan)級放(fang)大(da)器(qi)、差分對、電(dian)流鏡(jing)、運(yun)算放(fang)大(da)器、振蕩(dang)器等(deng)。每個(ge)實驗(yan)單元(yuan)包(bao)含：
- 實驗(yan)原理：交互式(shi)圖(tu)文與(yu)動(dong)畫(hua)講解MOS管工(gong)作原理、電路(lu)拓(tuo)撲及(ji)關鍵公(gong)式(shi)。
- 設(she)計指(zhi)標：明確給出增(zeng)益(yi)、帶寬(kuan)、功(gong)耗、擺(bai)幅等待優(you)化目(mu)標。
- 步驟引(yin)導(dao)：提供分(fen)步操作指引(yin)，從(cong)創(chuang)建電路(lu)圖(tu)、設(she)置(zhi)器件(jian)模型參(can)數(shu)到(dao)配置(zhi)仿(fang)真(zhen)類(lei)型。
- 參(can)考電(dian)路(lu)：提(ti)供可(ke)查看(kan)、可(ke)加(jia)載(zai)的基礎電(dian)路(lu)模板。
- 電(dian)路(lu)設(she)計與(yu)仿(fang)真(zhen)集(ji)成模塊(kuai)：這(zhe)是(shi)軟(ruan)件(jian)的核心(xin)。
- 原理圖編(bian)輯(ji)器：集成(cheng)壹個簡(jian)化的圖形(xing)化電(dian)路(lu)繪制界面，支(zhi)持基本(ben)CMOS器件(jian)、信號源(yuan)、負載(zai)的拖拽(zhuai)放(fang)置(zhi)與連(lian)線。
- 仿(fang)真(zhen)引(yin)擎(qing)接(jie)口(kou)/集成(cheng)：可(ke)調(tiao)用(yong)外(wai)部(bu)EDA工具進行仿(fang)真(zhen)，或(huo)在軟件(jian)內(nei)集成輕量級SPICE仿(fang)真(zhen)內(nei)核。用(yong)戶(hu)能(neng)直(zhi)接(jie)配置(zhi)DC、AC、瞬態、噪聲(sheng)等(deng)分析。
- 模型庫(ku)管(guan)理：集成(cheng)常(chang)見(jian)工(gong)藝(yi)角（TT, SS, FF等）的晶體管模型文件(jian)，方(fang)便(bian)用(yong)戶(hu)選(xuan)用(yong)。
- 數(shu)據(ju)可(ke)視(shi)化與(yu)分析(xi)模塊(kuai)：
- 波形(xing)查看(kan)器(qi)：實時(shi)繪制並(bing)顯示(shi)仿(fang)真(zhen)輸(shu)出的電壓、電(dian)流(liu)波形(xing)，支持多窗口(kou)對比(bi)、坐標縮(suo)放(fang)、測量(liang)光(guang)標等功(gong)能(neng)。
- 自動(dong)測量(liang)與(yu)報告(gao)：能(neng)根(gen)據設(she)計指(zhi)標，自動(dong)從(cong)仿(fang)真(zhen)結(jie)果中提取(qu)增(zeng)益(yi)、-3dB帶寬(kuan)、相(xiang)位(wei)裕度(du)、功耗等參(can)數(shu)，並(bing)生(sheng)成(cheng)格(ge)式(shi)化實(shi)驗(yan)報告(gao)草(cao)稿。
- 性能(neng)分(fen)析：提(ti)供基本(ben)的數據處理工具，如(ru)FFT分(fen)析(xi)、參(can)數(shu)掃描結(jie)果繪圖等(deng)。
- 知(zhi)識庫(ku)與(yu)幫助(zhu)系(xi)統(tong)：
- 器(qi)件(jian)手冊：集成MOSFET的詳細特性與模型參(can)數(shu)說(shuo)明。
- 常見(jian)問題解答：針(zhen)對實(shi)驗(yan)過(guo)程中可(ke)能(neng)遇(yu)到(dao)的仿(fang)真(zhen)不(bu)收斂、結(jie)果異常等(deng)問題提(ti)供排(pai)查指(zhi)南(nan)。
- 視頻(pin)教(jiao)程(cheng)：關鍵操作節(jie)點(dian)的短視頻演(yan)示(shi)。
- 架構(gou)選(xuan)擇：建議(yi)采用(yong)客(ke)戶(hu)端(duan)-服(fu)務(wu)器架構(gou)。客(ke)戶(hu)端(duan)提(ti)供用(yong)戶(hu)交(jiao)互界面，服(fu)務(wu)器端(duan)處理仿(fang)真(zhen)計(ji)算任務(wu)（尤其(qi)是(shi)集(ji)成(cheng)仿(fang)真(zhen)引(yin)擎(qing)時(shi)），以(yi)支(zhi)持分布式(shi)計(ji)算(suan)並(bing)管理許可(ke)證。也可(ke)采用(yong)功(gong)能(neng)豐(feng)富(fu)的桌面應(ying)用(yong)程(cheng)序(xu)形(xing)式(shi)。
- 開(kai)發(fa)工具與框架：客(ke)戶(hu)端(duan)界面可(ke)采用(yong)Qt（C++）或(huo)Electron（JavaScript/HTML5）框架開(kai)發(fa)，以實(shi)現(xian)跨平臺(tai)兼(jian)容性。服(fu)務(wu)器端(duan)可(ke)選(xuan)用(yong)Python或(huo)C++，利用(yong)其(qi)豐富(fu)的科學計算庫(ku)（如(ru)NumPy, SciPy）進(jin)行數據處理和(he)仿(fang)真(zhen)後(hou)端(duan)開(kai)發(fa)。
- 仿(fang)真(zhen)集(ji)成策略：優(you)先(xian)考慮與(yu)成(cheng)熟EDA工(gong)具的命令行接口(kou)集成(cheng)，通過(guo)腳本(ben)自動(dong)化控(kong)制仿(fang)真(zhen)流(liu)程。長(chang)期可(ke)考慮集(ji)成(cheng)開源(yuan)SPICE仿(fang)真(zhen)器(qi)（如(ru)ngspice、XYCE）作為(wei)內(nei)置(zhi)選(xuan)項(xiang)，以(yi)增(zeng)強(qiang)軟件(jian)獨(du)立(li)性。
- 數據(ju)與(yu)交互：使用(yong)SQLite或(huo)輕量級數(shu)據(ju)庫(ku)管(guan)理用(yong)戶(hu)項(xiang)目(mu)、實驗(yan)數據(ju)和(he)配置(zhi)信息(xi)。確保(bao)軟件各模塊(kuai)間數(shu)據(ju)傳輸(shu)流暢(chang)，狀(zhuang)態同步。
- 降低(di)入門門(men)檻：學(xue)生無需(xu)在初期復(fu)雜(za)配置(zhi)專業EDA環境，可(ke)專(zhuan)註(zhu)於電路(lu)原理與設(she)計方(fang)法本(ben)身(shen)。
- 提升(sheng)實(shi)驗(yan)效(xiao)率：標準化的操作流程(cheng)和(he)自動(dong)化的報告(gao)生(sheng)成(cheng)，節(jie)省了大量重復(fu)性操作時(shi)間(jian)。
- 支(zhi)持探(tan)索(suo)性學習(xi)：學(xue)生可(ke)輕松修(xiu)改電(dian)路(lu)參(can)數(shu)、更(geng)換拓(tuo)撲，即時(shi)觀(guan)察性能(neng)變(bian)化，深(shen)化對(dui)理論(lun)的理解。
- 教(jiao)學(xue)管理便(bian)利(li)：教(jiao)師(shi)可(ke)分(fen)發(fa)實驗(yan)模板，統(tong)壹評估(gu)標準，並(bing)通過(guo)軟件收集學(xue)生實(shi)驗(yan)結(jie)果。
