如何將Hspice資料轉進MATLAB計算

finster

不好意思,昨天一時眼花沒看清楚單位,把Fin的KHz看成MHz,sorry....
所以才會說你的取樣頻率和輸入信號頻率非常地接近,這是我這方面的缺失
1 c$ W: C* j: X* {0 s
* @$ H6 D/ {3 x7 U6 L2 d至於FFT取樣點的問題,我之前是作88MHz,10-bit dual channel DAC,我之前有比較過FFT取樣2048點和4096點,甚至是8192點的差別,結果誠如我前面所言,MATLAB跑出來的結果只有小數點後面3位-5位之後才有差異,前面的數值都是一樣的,所以我才會說一般取到1024點或者2048點就已經非常足夠了
/ \& t* q" L8 r/ i9 k# x而且,用SPICE跑模擬從2048點到4096點的時間非常地久,所增加的時間可能不只一倍,而是數倍,可是從MATLAB所計算出來的卻是差異不大,故而,如果paper提供到這麼大的取樣點,那就跑吧,只不過,時間會非常地久,印象中,我之前跑2048點的SPICE模擬DAC大概需要5-7天,而取樣到4096點大概就增加到接近三週的時間,這,純是個人以前的小小經驗,如果是ADC的話,那會更久
  @8 `; j8 k. ?0 V
至於另外個問題,我的回答是,對的
但,要先把一些參數改成你們自己的規格才行

monkeybad

我補充一下
緣緣網友應該是在作over-sampling的ADC 跟Finster作的架構不太一樣
9 b' b' x4 S0 b, N! ovideo DAC or ADC 跟Finster講的一樣 取樣1024以上其實模擬結果就差不多了
至少我模擬起來也是這樣
, Z$ H2 N" w+ p5 v% \! [而over-sampling的架構 顧名思義 就是以超取樣來提高SNR 藉以換取高解析度的ADC
' y* ~! A1 ^; T7 k1 L所以我想取樣點很多應該是正常的吧

緣緣

再次謝謝finster副版主的詳細解說與monkeybad版主的指導。
5 l7 a/ t* Z  h" J說來好笑，我本身出了一個小烏龍，我從11/13回帖後，就一直期待finster副版主的回復，所以我幾乎每天都上論壇來看看有沒有新消息，可是我連續等了好幾天，直到今日(11/26)，我才突然發現finster副版主早於我回帖的隔天11/14回我消息，以至於我沒有第一時間答謝finster副版主的指導，真有點不好意思。
說來慚愧，我沒有注意到我的帖子已經有第2頁，直到今天才發現，真有點啼笑皆非。
在此，根據finster的指導，我會再試試，有什麼新問題，再向你請教。
# J. V/ d0 U9 P) P( x) f此外，回答monkeybad版主的問題：我的確作的是over-sampling的ADC，所以， 才需要取樣到32k points那麼多吧，畢竟我也希望取點取少一點作計算，可是又怕算出來不準確，我想，我應該會比較一下1024點與32K點的差異，如果差異不大，或許我就可以將點數減少來計算。   
9 D' u3 u1 o1 t$ ~' S. o; N∼謝謝！∼

緣緣

請問finster副版主:
我依照你提供的程式，修改成我的規格後，程式修改如下：
- B, Z, s& h  J3 g' H; `+ ~/ s& I$ U% --------------The number of FFT -------------
1 k, L" t2 V8 z% Y$ ?fin=5;% *KHz
fs=5120; % *KHz
% \9 I9 R. b3 ?: hcycle=1; % cycle = 2^N ; N = 0~5
' \# w7 h% y5 S, \2 G: L2 nM=round(cycle*fs/fin);
% --------------Load the binary code -------------
1 R. B0 p" m8 Tload sdm_out.txt -ascii
start = 1;
step  = 1;
$ Z4 @! z5 s# i0 w# u5 U%ADC
" m4 ^. R$ `8 J, bx=sdm_out(start:step:M);
1 f  |5 i/ n  k9 _. Y" M; D% --------------Using minimum 4-term Blackman-harris Windows -------------
7 R& A9 |( E+ u! c3 mptst = 1;
ptfi = M;
pts = M;
5 H3 q" R7 W# F, v, z5 \) r( Tnb=1:1ts;
( v# W& X: i- Ikb=0.355768-0.487396*cos(2*pi*nb/(pts))+0.144232*cos(4*pi*nb/(pts))-0.012604*cos(6*pi*nb/(pts));
win_gain=sum(kb)/pts;
kb=kb/win_gain;
4 R7 _! }$ B; o7 ~% --------------- Calculated fft --------------------------
yb=kb.*x(ptsttfi);
yk=fft(yb);
fft_no=length(yk);
; m2 k4 c6 {, @, C" d# }' G$ G0 Gf=fs*(0:fft_no-1)/fft_no;
Pyy=yk.*conj(yk)/((fft_no/2)^2);
% ---------- Calculate THD ----------------------------
j=1;
( e6 h0 [( W: z4 p' K9 afor i=1:1fft_no/2)
4 L# Y' D0 J6 i6 H$ Q! H& B- [: _    if (f(i) == (fi*j))  
! x7 i& A$ B( @* K        HD(j)=Pyy(i);     %% find all harmonic distortion components
        j=j+1;
4 i4 z# r0 j  J. _    end
' d* b6 g9 b. P4 v) w% \end
: Q+ _" y4 X! mP_hd=sum(HD(2:9));
THD =10*log10(P_hd/HD(1));  %% HD(1) is fundamental signal;
fprintf('THD = %g dB\n',THD);
% ---------- Calculate SNR ----------------------------
( W! b/ z* L6 ^; h. a0 kfundamen_dB=max(10*log10(Pyy(1:fft_no/2)));
  }% C: l! e) |fundamen_no=find(10*log10(Pyy(1:fft_no/2))==fundamen_dB);
5 z% {% D# k. o/ f5 Aspan=max(round(fft_no/200),5);
P_sig=sum(Pyy(fundamen_no-span:fundamen_no+span));
+ f4 S! H- S$ \8 Q/ }P_noise=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig-P_hd;
P_noise_hd=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig;
  z! X5 U# J9 m' hSNR=10*log10(P_sig/P_noise);
SNDR=10*log10(P_sig/P_noise_hd);
( s+ P! O2 ]7 Mfprintf('SNR = %g dB\n',SNR);
* V" b& q. u$ [8 H2 |4 ]fprintf('SNDR = %g dB\n',SNDR);

藍色字體部分為我新增的程式，當我run到紅色字體部分，matlab顯示以下訊息：
) G9 g- o" _' N; P) q# i) u4 }??? Error using ==> times
7 X# ^& P4 z- z. ]Matrix dimensions must agree.

+ g# G" Y, E* Q0 ~+ C) l( QError in ==> sndrtest at 21
- B/ k3 i% u: n, d: S- r* `* iyb=kb.*x(ptsttfi);
8 e% q# ]5 U/ e! u1 q& b3 M6 L
$ D+ Q9 r& n; d4 F6 y" O因x函數是我自行定義的，可否幫我看看要如何修改？
另外，在程式底下的藍色字體部分，是我增加對SNDR的計算式，不知有沒有錯？
除了以上兩點外，全部程式中有沒有哪裡有問題，也請幫我看看。
) s0 C/ Z: i9 E- Z+ P' t附件是我取1024點得到的SDM digital code，我是由第2 個clock開始抓輸出資料，我的測試條件為：Fin=5k,Fs=5.12M。
1 _5 f9 x0 \' Q以上麻煩finster副版主賜教。

finster

我看了一下你的MATLAB程式,發覺到有一個地方有問題
3 U2 U. [! i& c: W  I那就是你設ptst和ptfi是同一個值是不對的
ptst是計算fft開始的值
而ptfi則是計算fft的range,如8~519,total則為512點
! x9 ~4 y! i4 H  i故而你在執行MATLAB程式時就會出現錯誤

我看了一下你的MATLAB程式,基本上沒有多大問題
不過,要小心計算THD的值和範圍
因為有不少人問過我為什麼在這個地方會出現錯誤,而當我看到他們的錯誤訊息時,便會發覺到他們的取様範圍太少,以致會計算不到第9個harmonic distortion components而出現錯誤
( o! E# r# N5 d8 m6 ?
# d( {3 j! j' U) ~最後,計算noise有好幾種定義方式
原本我所寫的程式有兩種計算SNR,SFDR的計算式,後來,經過我們內部討論的結果只用我給你的那一種計算方式,因為那個方式比較合理
+ c, h% U; v2 D/ W9 C& W9 V我個人覺得計算noise的方式,只要能夠說服的了別人,同時也能夠提出合理的解釋即可
+ B5 o* d7 [! b4 s因為目前在計算noise上並沒有很統一的說詞,故而,只要解釋的合理即可

緣緣

感謝finster的解說，我解釋一下你的回復，我程式中ptst是設1，但我的ptfi是設ptfi=M=round(cycle*fs/fin)=1024，所以並不是同樣數值，取1024是因為我有1024筆資料，還是說我這樣的寫法不對？
因為我希望計算的點數為32k，所以先以1024(1k)的點數來試著計算看看，如果沒問題再計算32k點。
我想我程式的問題在於x函數是我自行定義的，可能有錯，可否再幫我看看要如何修改？
, c- k: y' n7 {8 X謝謝！

finster

我想,你可能有點誤解了我的意思了
我列出我當初寫ptst和ptfi的式子關係式
5 D# `" d' w2 D9 B3 Tptst=2^3;          % calculated fft of start point
$ g! @% F. f/ gpts=2^9;           % calculated fft of end point
9 b; E# [" V. y% uptfi=ptst+pts-1;   % calculated fft range: 8 ~ 519, total: 512 point
因為我們不是從第一點就取來作fft運算,故而在設ptfi時,它的值是取(2^N)再加上從第幾個cysle值所取的值
/ i5 a! g' d, L7 x+ u- d% d$ X9 v如此一來才能夠取到足夠運算fft的值

另外,還有一點,x陣列的值要比ptfi的值大,或者等同於此值
如果你的x陣列內的值沒有到達ptfi,那MATLAB就會判斷出錯誤

如果對於要設的參數仍有問題
我可以把我最原始的程式寄給你參考

[ 本帖最後由 finster 於 2007-12-2 09:43 PM 編輯 ]

緣緣

謝謝finster的指導，我試著把你的方法帶入程式驗證，matlab仍然出現:
??? Error using ==> times
- F9 R/ B! k' Q; dMatrix dimensions must agree.

Error in ==> sndrtest at 26
1 W/ d2 I/ {: ryb=kb.*x(ptst:ptfi);
, D  P, z0 m% e那麼，就麻煩finster把你原始的程式寄給我參考，另外，可否附上hspice轉出來的digital code，我好方便作個比對。
∼感激不盡∼
ps.我的E-mail address我會以短消息傳給你，謝謝！

liuyj610

很有用啊，谢谢各位的指导，特别是finster太强了，对了，你能不能给我们多介绍一下关于整个ADC，DAC的设计流程与方法啊？
$ G6 r  _+ o- \5 X4 f" U9 _特别是仿真方法（从用matlab系统仿真到fft仿真分析。。。）

winnie22

請問一下
如果要在HSPICE模擬ADC的INL及DNL的流程及作法??
8 |8 A1 z1 ?3 h# n' m因為沒有MATLAB請問HPICE可以直接做嗎??
$ B0 Y4 X% r" F8 N
$ l) Z% g* k) g# R7 O請各位做過ADC的高手幫忙回覆..

finster

基本上作ADC,DAC的模擬,還是以HSPICE為首選建議的模擬軟體
至於用spectre,h-sim,matlab....等,均可對ADC,DAC作模擬
- B& |! f' u7 \* h但,在業界,個人的建議是,還是要跑HSPICE會比較保險
至於INL,DNL,SFDR,SNR....等,基本上很難直接用HSPICE跑出來,因為有些計算式子在HSPICE中要撰寫出來很麻煩(用.measure指令來作計算),我曾經嘗試過,但最後不得不放棄,因為有些計算真的很麻煩,而且用MATLAB很快便可達到計算
4 Z* T! s3 M% V  v6 w一般都是把HSPICE模擬出來的數值帶到MATLAB中去作計算會比較簡易
而如果沒有MATLAB,也可以用C來作數學運算,不過,印象中C沒有FFT的計算函式,所以,可能會需要一些額外的撰寫FFT運算程式才行

盧志良

請問一下:我想把hspice模擬出來的波形,放到matlab裡面做比較,請問要怎麼操作呢?
3 J/ l0 v: V6 C* }+ b: ]                請各位了解的高手幫忙,謝謝.

緣緣

請問你是要將hspice模擬出來的波形，然後用Matlab叫出來比較呢？
* s) e( f5 A6 G7 R& z; L1 X還是要將hspice模擬出來的數據，然後使用matlab做分析?

盧志良

目前我是要將hspice模擬出來的波形,然後用matlab叫出來做比較,請問這要怎麼弄呢?

盧志良

另外,也要將hspice模擬出來的數據,丟到matlab裡面做比較分析
5 u$ y, G% h& y4 W. E) C請各位高手幫忙,謝謝.

緣緣

志良你好：
. k3 h) t1 Y1 _, K如果你是要將hspice的波形用matlab叫出來比較，你可以去Matlab網站下載hspice toolbox來用，至於用法，我之前有在網路上搜尋到hspice toolbox的英文及簡體的說明檔，我另外自己也寫了一份繁體中文檔，我把他們全部置於附件中，供你參考，你看完說明檔後，應該就會用了，有問題再發問吧。
關於你的第二個問題，這說起來可能有點複雜，你可以看一下版面上我之前與版主及副版主的問與答內容，應該可以知道如何從hspice下指令得到所需的資料，matlab程式的寫法，可以去買有關matlab的書來看，到時有問題再發問了。希望對你有幫助。
( w( D7 a& t: L3 J
! b! |7 Z3 l3 [[ 本帖最後由 緣緣 於 2008-4-28 05:48 PM 編輯 ]

盧志良

請問一下,第一個問題我看完附件後,第三個步驟還是不太懂,是要先把hspice的波形檔放到hspice toolbox裡面嗎?那在matlab裡要怎樣叫出波形檔呢?

緣緣

1.首先你跑完hspice會產生一個*.tr0的檔案。
2.然後開啟matlab軟體。
* `5 z/ u! T( I) [3.從matlab的工具列會有一行current directory設定你hspice *.tr0檔案的存放路徑，或是把檔案copy到你現在matlab工作的路徑。
( K/ S0 K( p1 B6 B. _7 V  X! v4.在matlab的命令執行列執行X=loadsig('xxx.tr0')指令(說明檔裡面都有);  載入波形檔xxx.tr0到結構x中。
5.再執行說明檔中相關指令，即可看到你所想看的各點波形。

盧志良

請問結構x是什麼意思呢?

error in hs_allocate_sf: unexpected values in block1 header
??? One or more output arguments not assigned during call to 'loadsig'.
這是怎樣的錯誤呢?

緣緣

首先x結構類似數學中的X函數，只是將loadsig('xxx.tr0')的指令指向X函數，你也可以用y,z....，此種寫法類似C語言的寫法。
0 p% p: A- F& j% T第二個問題好像是你的電路輸出節點有重複或是你的*.tr0檔案有問題，這我就沒遇過了，你可能要自己查一下。