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....
% b* }1 L' r5 p' r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

3 m3 ?: P! \; q& j9 ^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
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

至於另外個問題,我的回答是,對的
  d. ~+ |+ E1 ~: n% F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
; j# M1 m& S/ z2 A* e( U3 a3 ~" S- m緣緣網友應該是在作over-sampling的ADC 跟Finster作的架構不太一樣
video 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
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
! B: c) [, U6 K: X5 I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。
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。
1 _# m/ q1 B8 Z3 u3 h' [4 |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。
  y" w* m3 b& A& ]) L0 @$ ~在此，根據finster的指導，我會再試試，有什麼新問題，再向你請教。
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。   
∼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：
0 H! O- ~  A* i: K4 X1 t% --------------The number of FFT -------------
3 \7 K( E3 _$ C/ U4 Qfin=5;% *KHz
fs=5120; % *KHz
0 R! H; S" l8 @8 {! b2 O7 B  ecycle=1; % cycle = 2^N ; N = 0~5
M=round(cycle*fs/fin);
% --------------Load the binary code -------------
load sdm_out.txt -ascii
* z; P+ J6 |  D' ~start = 1;
" s# K# z. H1 U2 d# T! \. bstep  = 1;
2 Z2 T. q* `. W  I& B9 i& _; ^%ADC
* ?4 p# {4 M; u/ k7 K6 Xx=sdm_out(start:step:M);
0 X* g2 n# y# K4 m% --------------Using minimum 4-term Blackman-harris Windows -------------
ptst = 1;
. [! h" h+ E7 F6 O. a! Pptfi = M;
pts = M;
4 ~1 [! m7 b- o( Y7 Bnb=1:1ts;
kb=0.355768-0.487396*cos(2*pi*nb/(pts))+0.144232*cos(4*pi*nb/(pts))-0.012604*cos(6*pi*nb/(pts));
* r- f, `% V- {6 x0 [& X5 mwin_gain=sum(kb)/pts;
) h2 r/ h8 ~! E; _/ z  Akb=kb/win_gain;
& f- k1 a$ u# J1 \% --------------- Calculated fft --------------------------
* S9 s( n# z! {) e: y! ]0 _yb=kb.*x(ptsttfi);
9 U, L1 c0 v8 R, f& Z& [. Fyk=fft(yb);
" b- K2 u- ~# X" ^) A" a/ W: zfft_no=length(yk);
5 _, W8 ]# P+ N% x5 I5 |$ u; xf=fs*(0:fft_no-1)/fft_no;
  w) D- S/ ^- p# d+ {Pyy=yk.*conj(yk)/((fft_no/2)^2);
3 u' ^7 B% F) c/ T) L4 e% ---------- Calculate THD ----------------------------
  i9 g: X# }; G) ]j=1;
: l, y% @1 e. M% v0 `" Dfor i=1:1fft_no/2)
7 s3 a. n2 j: h    if (f(i) == (fi*j))  
        HD(j)=Pyy(i);     %% find all harmonic distortion components
) ?, U7 Y% c6 `2 d1 a' P" P        j=j+1;
3 ]* M6 Z& w9 Z/ v0 p4 \' H7 c    end
% a5 p1 C6 C+ K6 y7 Eend
) w; c9 K7 t! y9 A: `' SP_hd=sum(HD(2:9));
5 Z3 J& k* X1 m$ y- K+ ^THD =10*log10(P_hd/HD(1));  %% HD(1) is fundamental signal;
fprintf('THD = %g dB\n',THD);
% ---------- Calculate SNR ----------------------------
fundamen_dB=max(10*log10(Pyy(1:fft_no/2)));
fundamen_no=find(10*log10(Pyy(1:fft_no/2))==fundamen_dB);
! a1 k# ]) X3 H) E3 D8 Cspan=max(round(fft_no/200),5);
P_sig=sum(Pyy(fundamen_no-span:fundamen_no+span));
* ?( T$ W; J/ r4 e8 r& C5 R- IP_noise=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig-P_hd;
& m7 {+ {1 c' w5 V# e; e) eP_noise_hd=sum(Pyy(1:fft_no/2))-P_sig;
! @' y1 h. W# Q6 M3 I! _& VSNR=10*log10(P_sig/P_noise);
SNDR=10*log10(P_sig/P_noise_hd);
fprintf('SNR = %g dB\n',SNR);
  J( C6 Y) q! z  X  |fprintf('SNDR = %g dB\n',SNDR);
! h( s% C0 p* \" y
$ E, o6 R2 `4 s( T- |$ K; r0 q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：
4 N( d6 x/ y3 L1 e??? Error using ==> times
  ^# c8 B  B" j9 h4 M9 bMatrix dimensions must agree.
$ A" m, U0 Y3 \, K, `4 I
Error in ==> sndrtest at 21
; G0 H* z, @+ U: W# Byb=kb.*x(ptsttfi);

" ?9 E# n0 c2 R' T5 }7 B因x函數是我自行定義的，可否幫我看看要如何修改？
3 G: j5 z4 v' T! y1 s; T6 n6 l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？
3 ~: @# D, K6 a9 {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。
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。
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 T9 G% z1 P7 ]9 q2 {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
故而你在執行MATLAB程式時就會出現錯誤
/ m( P( s  k3 b0 s% r" D
# B$ i- d, ~. D2 v4 G4 X我看了一下你的MATLAB程式,基本上沒有多大問題
3 [/ E, C  p( C* z& y# q不過,要小心計算THD的值和範圍
7 _" b- y+ k7 [* e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

最後,計算noise有好幾種定義方式
" y" Y7 _/ x% `, p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
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
+ y3 b: W  m( w0 `3 a; Q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？
謝謝！

finster

我想,你可能有點誤解了我的意思了
. Y0 h3 d; A6 v$ x) C$ i( H5 J我列出我當初寫ptst和ptfi的式子關係式
; q& O+ n5 c% ^3 x+ f7 l  Xptst=2^3;          % calculated fft of start point
) z" x0 U$ S( n  B/ W) Epts=2^9;           % calculated fft of end point
ptfi=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
如此一來才能夠取到足夠運算fft的值
* d" k% z9 v9 b3 M6 ?8 I3 q
7 e+ h$ A/ t* H. Z* V2 \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
& z: K% a- H0 H! ?8 A: p+ o0 W
如果對於要設的參數仍有問題
% p1 E& E/ C8 @5 w8 S: [  X: I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
Matrix dimensions must agree.
$ O8 {: k3 {' `4 ]: @
$ D3 W; P& z' lError in ==> sndrtest at 26
yb=kb.*x(ptst:ptfi);
) m+ C1 c$ b$ S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∼
. u& y' ~+ i; c7 K; E8 k# Bps.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？
$ E. I' y& q" ~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
4 s5 G5 X6 T$ K- r' c如果要在HSPICE模擬ADC的INL及DNL的流程及作法??
因為沒有MATLAB請問HPICE可以直接做嗎??
" v5 U0 t9 Q  g4 A1 U
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
) v0 L: ^5 W* T* m4 l& y至於用spectre,h-sim,matlab....等,均可對ADC,DAC作模擬
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
9 N: d4 A0 ~3 t: h; m8 X1 R6 A  c2 y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
8 A1 w1 {+ H" ?- S" D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?
2 p/ P: O# r1 G& ?, d0 F                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？
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
請各位高手幫忙,謝謝.

緣緣

志良你好：
* Y2 t- u2 T# n* l+ Y. n  ^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。
# r, p/ U0 ]9 \* ]% D, a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。

[ 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。
+ ~* L: s, E' N$ ]) F  \7 s2.然後開啟matlab軟體。
, n" O5 |# _7 Q) q3.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。
4.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。
1 |- h: y0 d( i8 f1 O: ^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
' M. p9 n/ e, \' S. F" o??? One or more output arguments not assigned during call to 'loadsig'.
/ x9 \) U% E: u3 p5 B0 i: I# Z+ v! J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 k7 F: e5 m, e6 U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。