目前，專業(yè)仿真軟件的功能不斷增加，仿真領域不斷擴大，處理的對象越來越復雜，這一切都使得軟件自身顯得越來越龐大，而硬件的更新速度也往往慢于軟件更新的速度，這就造成了我們的仿真工作感覺越來越慢了。那么廣泛應用于電力電子、伺服控制、混合電路等領域的系統(tǒng)仿真軟件Saber是怎么樣的呢？

通常，仿真時間受多種因素影響的，下面從Saber本身到使用方法再到硬件平臺加以說明。

一、仿真器算法和用戶分析設置

仿真器算法的先進性是仿真速度和仿真收斂性的決定性因素。Saber利用專利算法Calaveras實現(xiàn)最佳的運算性能，以達到仿真速度快、仿真精度高的目的。這樣仿真器算法將花費多少時間作為所研究的設計/系統(tǒng)的線性/非線性的函數(shù)。

1、分析設置會影響完成仿真所需的步數(shù)。這個數(shù)字可以由仿真器（使用默認設置和動態(tài)調整）或用戶控制。但是，用戶在修改之前應該了解要仿真的系統(tǒng)以及每個設置的影響。

示例 1：在仿真剛性系統(tǒng)（混合技術）時，重要的是要限制時間步長，以防止仿真在切換點等急劇過渡期間偏離軌道太遠。如果時間步長太小，仿真時間可能會過長。如果時間步長太大，瞬態(tài)分析可能難以啟動。

示例 2：如果將截斷錯誤類型“terrtype”設置為“all”，則仿真器將在每次 LTE 計算中使用更多信息，因此仿真會更準確，但與其他設置相比會更慢。

示例 3：將截斷誤差“terror”設置為一個非常小的值會導致更多的時間步長（有時可能需要）和更長的仿真時間。但是，某些系統(tǒng)可能不會收斂（例如：剛性系統(tǒng)）。

2、對于混合信號系統(tǒng)，正在處理的模擬數(shù)字事件的數(shù)量也會影響仿真時間。

3、從仿真中選擇要保存的信號數(shù)量會影響仿真時間。

4、花在顯示操作上的時間會增加整體時間。因此，設置監(jiān)視器和使用波形探針將對仿真時間產(chǎn)生很大影響。對于持續(xù)時間較長的仿真，解決方案是以批處理模式運行，使用網(wǎng)格分布式迭代分析 (SABER_RUNTIME) 或將作業(yè)提交到快速服務器。

二、設計復雜性

仿真時間的進度取決于系統(tǒng)的復雜程度。

1、模擬與數(shù)字：在 1:1 大小的比較中，仿真模擬系統(tǒng)比數(shù)字系統(tǒng)慢。

2、混合信號電氣系統(tǒng)：仿真速度取決于 Calaveras 算法必須評估同時發(fā)生的模擬和數(shù)字信號（進程間通信）事件的次數(shù)。

3、混合信號和剛度（通常是混合技術設計）。

4、混合信號仿真的模擬變量與數(shù)字變量的比率，因為數(shù)字部分將比模擬部分運行得更快。例如，具有 200,000 個數(shù)字部件和 20,000 個模擬部件的設計將比具有 20,000 個數(shù)字部件和 200,000 個模擬部件的設計運行得更快。

5、設計的大小被轉化為變量的數(shù)量，這些變量決定了仿真器構建的矩陣的大小。一個大的設計將需要一個大的矩陣，并將分配/使用大面積的 RAM 內(nèi)存。

建議：使用具有大容量 L2 緩存、大量 RAM 和高速FSB（前端總線）的機器。

三、建模方面

1、設計中使用的模型的復雜性：

• 頂層模型非常簡單，因此仿真速度很快（用于自頂向下的設計階段）
• 非常詳細的模型需要更多的計算資源并提供最高級別的準確性（用于自下而上和設計驗證階段）。

示例 1：在晶體管級電路中，晶體管級模型應由特征行為模型代替，以獲得更快的仿真。

示例 2：寫得不好或錯誤的模型會迫使算法花費時間并給出糟糕的結果，而穩(wěn)健的模型可以非常準確并在很短的時間內(nèi)進行模擬。仿真中使用的模型應根據(jù)設計流程中特定級別（高級、自下而上、驗證/板級等）的預期行為進行驗證。

2、在電源設計的情況下，使用平均模型可以大大減少仿真時間。

3、使用理想的超模型也將縮短仿真時間，而使用特定于技術的超模型以更慢的仿真時間為代價提供更高的準確性。

示例 1：使用行為模型而不是映射到 MOS 超模型，這意味著數(shù)字電路將由數(shù)字模型而不是由 MOS 門表示，并且仿真會更快。

示例 2：創(chuàng)建并使用您自己的超模型。

4、如果設計包含時鐘模型，則將強制使用最大仿真時間步長，以確保獲得平滑的結果。

5、C和Fortran外部例程/函數(shù)的進程間通信頻率調用也往往會減慢仿真速度。

示例：外部例程是循環(huán)的一部分，并且在系統(tǒng)處于蒙特卡羅仿真下時被調用 n 次。

6、模型中的消息應主要用于模型開發(fā)的調試/驗證階段。

示例：在循環(huán)期間和蒙特卡羅模擬下使用消息可能會花費大量時間。

四、聯(lián)合仿真和其它進程

通常，進程間通信特定于：

1、Sabre 與另一個仿真器（Cadence、Mentor、Matlab等）的聯(lián)合仿真

2、C和Fortran外部程序/函數(shù)的調用

3、SaberRT

4、其他進程：同時運行多個應用程序將強制 cpu 在進程之間共享時間，除非有進程優(yōu)先級設置為 Saber 提供最高優(yōu)先級。實現(xiàn)實時能力的設計尺寸、剛度和時間常數(shù)擴展是有限的。

五、硬件性能

1、從硬件角度來看，仿真時間主要受以下因素影響：

• CPU 速度
• L2 Cache（BSB后端總線）的大小和速度
• FSB(前端總線)速度
• RAM 內(nèi)存的大小和類型

2、仿真后處理（波形查看與分析）性能主要受以下因素影響：

• 顯存大小
• 硬盤轉速（轉速越高，訪問數(shù)據(jù)文件越快）

最后說明：如果仿真時間是一個關鍵問題，用戶應該考慮以下幾點：

• 更高的 CPU 速度和更大的內(nèi)存大小通常會導致更高的仿真和后處理時間性能。
• 停止所有其他占用 CPU 時間的系統(tǒng)活動將加速仿真過程。
• 增加截斷誤差會減少仿真步數(shù)，但會降低精度。
• 選擇更簡單的模型將導致更少的計算時間。
• 您可以通過將設計分解為可以獨立于系統(tǒng)其余部分進行仿真的功能塊來降低設計復雜性。換句話說，花更多的時間在模擬關鍵塊上，而不是每次設計發(fā)生變化時都模擬整個系統(tǒng)。
• 在仿真時實現(xiàn)最佳速度和精度是一種權衡，這對于設計驗證至關重要，但對于自上而下的設計階段則不然。