数模转换器建模方法及系统、数模转换器
阅读说明：本技术 数模转换器建模方法及系统、数模转换器 (Digital-to-analog converter modeling method and system and digital-to-analog converter ) 是由 刘杰 班郁 李苗 叶雨农 王皓岩 李嵬 于 2021-04-09 设计创作，主要内容包括：本公开提供一种数模转换器建模方法及系统、数模转换器,所述方法包括：建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型；建立基于Spice的端口模型；将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合,构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路,获得数模转换器模型。本公开的数模转换器建模方法,设计了基于行为级语言VerilogA的行为级模型和基于Spice的端口模型相融合的模型架构,在保障数模转换器集成仿真需求和精度的同时,有效提升模型的仿真效率,增加了模型的可用性,增加了模型的可共享性,该数模转换器模型建模方法可有效支撑基于模型的IP共享。(The present disclosure provides a modeling method and system for a digital-to-analog converter, and a digital-to-analog converter, wherein the method comprises the following steps: establishing a behavior level model based on a behavior level language Veriloga; establishing a port model based on Spice; and combining the behavioral level model based on the behavioral level language Veriloga and the port model based on Spice to construct a signal path from digital signal input to analog signal output so as to obtain a digital-to-analog converter model. According to the modeling method of the digital-to-analog converter, a model architecture in which a behavioral level model based on a behavioral level language Veriloga and a port model based on Spice are fused is designed, the simulation efficiency of the model is effectively improved while the integrated simulation requirement and precision of the digital-to-analog converter are guaranteed, the usability of the model is increased, and the sharability of the model is increased.)
技术领域
本公开属于建模技术领域，具体涉及一种数模转换器建模方法及系统、数模转换器。
背景技术
数模转换器在目前信息、通信等电子设备中有着极为广泛的应用，可以满足数字化到模拟域的高效转化，数模转换器的模型主要用于在系统中集成时，实现数模转换器的功能和性能仿真。在当前的现有技术中，数模转换器的模型主要可以通过基于Spice的电路建模和基于端口行为的IBIS模型建模，不同的建模方法在建模过程和仿真应用中也不相同。
基于Spice电路建模形成的数模转换器模型可精确表征数模转换器的设计细节，但建模过程要求较高，且模型规模较大，在系统仿真中效率较低且一定程度会公开数模转换器的设计，在知识产权保护上有不足。基于端口行为的IBIS模型主要用于表征信号端口的电流电压行为，主要用于集成设计中互联部分的级联仿真，无法表征数模转换器的功能及性能，在系统功能评估中有不足。
发明内容
本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种数模转换器建模方法及系统、数模转换器。
本公开的一方面，提供一种数模转换器建模方法，所述方法包括：
建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型；
建立基于Spice的端口模型；
将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型。
在一些实施方式中，所述建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型，包括：
模型架构：结合数模转换器电路设计架构，建立行为级模型基础结构，在保留整体电路结构的同时，隐藏核心电路设计；
参数配置：结合整体数模转换器可配置性需求，设定模型可配置参数；
功能建模：结合数模转换器整体功能，通过行为级语言VerilogA完成数字信号到模拟信号的转换功能，并根据参数需求，完成信号行为模拟；
噪声模拟：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，通过所述行为级语言VerilogA完成噪声的引入，完成模拟信号性能模拟。
在一些实施方式中，所述建立基于Spice的端口模型，包括：
端口功能：结合数模转换器电路设计中输出端口部分功能，基于当前所选工艺基础晶体管，搭建端口Spice电路；
参数配置：结合整体数模转换器可配置型需求，设定输出端口可配置参数；
端口性能：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，调整所述基础晶体管参数，完成输出端口性能模拟。
在一些实施方式中，所述将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型，包括：
参数配置：结合所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型的参数配置，形成数模转换器模型参数配置需求；
模型组合：结合数模转换器整体功能，将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得所述数模转换器模型。
本公开的另一方面，提供一种数模转换器建模系统，所述系统包括：
第一建立模块，用于建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型；
第二建立模块，用于建立基于Spice的端口模型；
结合模块，用于将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型。
在一些实施方式中，所述第一建立模块，用于建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型，包括：
所述第一建立模块，具体用于：
模型架构：结合数模转换器电路设计架构，建立行为级模型基础结构，在保留整体电路结构的同时，隐藏核心电路设计；
参数配置：结合整体数模转换器可配置性需求，设定模型可配置参数；
功能建模：结合数模转换器整体功能，通过行为级语言VerilogA完成数字信号到模拟信号的转换功能，并根据参数需求，完成信号行为模拟；
噪声模拟：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，通过所述行为级语言VerilogA完成噪声的引入，完成模拟信号性能模拟。
在一些实施方式中，所述第二建立模块，用于建立基于Spice的端口模型，包括：
所述第二建立模块，具体用于：
端口功能：结合数模转换器电路设计中输出端口部分功能，基于当前所选工艺基础晶体管，搭建端口Spice电路；
参数配置：结合整体数模转换器可配置型需求，设定输出端口可配置参数；
端口性能：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，调整所述基础晶体管参数，完成输出端口性能模拟。
在一些实施方式中，所述结合模块，用于将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型，包括：
所述结合模块，具体用于：
参数配置：结合所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型的参数配置，形成数模转换器模型参数配置需求；
模型组合：结合数模转换器整体功能，将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得所述数模转换器模型。
本公开的另一方面，提供一种数模转换器，采用前文记载的所述的建模方法建成。
本公开的数模转换器建模方法及系统、数模转换器，设计了基于行为级语言VerilogA的行为级模型和基于Spice的端口模型相融合的模型架构，在保障数模转换器集成仿真需求和精度的同时，有效提升模型的仿真效率，增加了模型的可用性，增加了模型的可共享性，该数模转换器模型建模方法可有效支撑基于模型的IP共享。
附图说明
图1为本公开一实施例的数模转换器建模方法的流程图；
图2为本公开另一实施例的数模转换器的示意图；
图3为本公开另一实施例的数模转换器用于系统集成仿真的示意图；
图4为本公开另一实施例的数模转换器建模系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。
本实施例的一方面，如图1所示，涉及一种数模转换器建模方法S100，所述方法S100包括：
S110、建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型。
具体地，在本步骤中，通过行为级语言VerilogA完成对于数模转换器的功能的建模，完成从数字信号到模拟信号的转换，实现模型与数模转换器电路设计的相关功能和性能一致。
S120、建立基于Spice的端口模型。
具体地，在本步骤中，可以通过所选的工艺PDK中的基础门电路完成数模转换器电路上输出的模拟端口性能表征，主要包括模拟端口上的电压、电流等，以得到与数模转换器电路端口相同的性能。
S130、将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型。
具体地，在本步骤中，将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型，如图2所示。
本实施例的数模转换器建模方法，设计了基于行为级语言VerilogA的行为级模型和基于Spice的端口模型相融合的模型架构，在保障数模转换器集成仿真需求和精度的同时，有效提升模型的仿真效率，增加了模型的可用性，增加了模型的可共享性，该数模转换器模型建模方法可有效支撑基于模型的IP共享。
在一些实施方式中，所述建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型，包括：
模型架构：结合数模转换器电路设计架构，建立行为级模型基础结构，在保留整体电路结构的同时，隐藏核心电路设计；
参数配置：结合整体数模转换器可配置性需求，设定模型可配置参数；
功能建模：结合数模转换器整体功能，通过行为级语言VerilogA完成数字信号到模拟信号的转换功能，并根据参数需求，完成信号行为模拟；
噪声模拟：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，通过所述行为级语言VerilogA完成噪声的引入，完成模拟信号性能模拟。
需要说明的是，核心电路是指完成数模转换性能指标分析的架构电路，例如，该核心电路可以用于对输入的数字信号进行降噪、滤波等处理，也可以对数字信号的每个比特位的占比权重进行分析，从而可以确保得出的模拟信号可以准确反应出数字信号。
在一些实施方式中，所述建立基于Spice的端口模型，包括：
端口功能：结合数模转换器电路设计中输出端口部分功能，基于当前所选工艺基础晶体管，搭建端口Spice电路；
参数配置：结合整体数模转换器可配置型需求，设定输出端口可配置参数；
端口性能：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，调整所述基础晶体管参数，完成输出端口性能模拟。
在一些实施方式中，所述将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型，包括：
参数配置：结合所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型的参数配置，形成数模转换器模型参数配置需求；
模型组合：结合数模转换器整体功能，将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得所述数模转换器模型。
下文对本公开的数模转换器建模方法形成的数模转换器模型的应用进行说明。
如图3所示，本公开的数模转换器建模方法形成的数模转换器模型可用于系统集成仿真，完成系统集成功能评估。系统集成仿真包括A-输入控制，B-输出检测，C-数模转换器模型。
所述A-输入控制由信号源和理想的模数转换器组成，也可由具体的系统前端数字信号功能电路及模型来替换，主要是提供数字信号源。
所述B-输出检测由信号分析组成，主要完成模拟信号的相关性能分析，可以包括信号-失真噪声比（SNDR），有效位数（ENOB）等，也可由后续的模拟信号处理来替换，主要是完成模拟信号分析。
所述C-数模转换器模型就是利用本公开提供的建模方法完成数模转换器模型，可根据实际所需的相关要求完成模型参数配置。
本公开的另一方面，如图4所示，提供一种数模转换器建模系统100，该系统100可以适用于前文记载的数模转换器建模方法，相关内容可以参考前文记载，在此不作赘述。所述系统100包括：
第一建立模块110，用于建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型。
第二建立模块120，用于建立基于Spice的端口模型。
结合模块130，用于将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型。
本实施例的数模转换器建模系统，设计了基于行为级语言VerilogA的行为级模型和基于Spice的端口模型相融合的模型架构，在保障数模转换器集成仿真需求和精度的同时，有效提升模型的仿真效率，增加了模型的可用性，增加了模型的可共享性，该数模转换器模型建模方法可有效支撑基于模型的IP共享。
在一些实施方式中，所述第一建立模块110，用于建立基于行为级语言VerilogA的行为级模型，包括：
所述第一建立模块110，具体用于：
模型架构：结合数模转换器电路设计架构，建立行为级模型基础结构，在保留整体电路结构的同时，隐藏核心电路设计；
参数配置：结合整体数模转换器可配置性需求，设定模型可配置参数；
功能建模：结合数模转换器整体功能，通过行为级语言VerilogA完成数字信号到模拟信号的转换功能，并根据参数需求，完成信号行为模拟；
噪声模拟：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，通过所述行为级语言VerilogA完成噪声的引入，完成模拟信号性能模拟。
在一些实施方式中，所述第二建立模块120，用于建立基于Spice的端口模型，包括：
所述第二建立模块，具体用于：
端口功能：结合数模转换器电路设计中输出端口部分功能，基于当前所选工艺基础晶体管，搭建端口Spice电路；
参数配置：结合整体数模转换器可配置型需求，设定输出端口可配置参数；
端口性能：结合数模转换器电路性能仿真和测试结果，调整所述基础晶体管参数，完成输出端口性能模拟。
在一些实施方式中，所述结合模块130，用于将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型相结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得数模转换器模型，包括：
所述结合模块130，具体用于：
参数配置：结合所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型的参数配置，形成数模转换器模型参数配置需求；
模型组合：结合数模转换器整体功能，将所述基于行为级语言VerilogA的行为级模型和所述基于Spice的端口模型结合，构建从数字信号输入到模拟信号输出的信号通路，获得所述数模转换器模型。
本公开的另一方面，提供一种数模转换器，采用前文记载的所述的建模方法建成。
本实施例的数模转换器，采用前文记载的建模方法建成，其设计了基于行为级语言VerilogA的行为级模型和基于Spice的端口模型相融合的模型架构，在保障数模转换器集成仿真需求和精度的同时，有效提升模型的仿真效率，增加了模型的可用性，增加了模型的可共享性，该数模转换器模型建模方法可有效支撑基于模型的IP共享。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。