saber仿真軟件是美國Synopsys公司的一款EDA軟件，被譽為全球最先進的系統仿真軟件，是唯一的多技術、多領域的系統仿真產品，現已成為混合信號、混合技術設計和驗證工具的業界標準，可用于電子、電力電子、機電一體化、機械、光電、光學、控制等不同類型系統構成的混合系統仿真，為復雜的混合信號設計與驗證提供了一個功能強大的混合信號仿真器，兼容模擬、數字、控制量的混合仿真，可以解決從系統開發到詳細設計驗證等一系列問題。

　　一、Saber仿真軟件特點

　　1.集成度高：

　　從調用畫圖程序到仿真模擬，可以在一個環境中完成，不用四處切換工作環境。

　　2.完整的圖形查看功能：

　　Saber提供了SaberScope和DesignProbe來查看仿真結果，而SaberScope功能更加強大。

　　3.各種完整的高級仿真：

　　可進行偏置點分析、DC分析、AC分析、瞬態分析、溫度分析、參數分析、傅立葉分析、蒙特卡諾分析、噪聲分析、應力分析、失真分析等。

　　4.模塊化和層次化：

　　可將一部分電路塊創建成一個符號表示，用于層次設計，并可對子電路和整體電路仿真模擬

　　5.模擬行為模型：

　　對電路在實際應用中的可能遇到的情況，如溫度變化及各部件參數漂移等，進行仿真模擬

　　6.強大的收斂性分析：

　　Saber非常仔細地選擇了算法，使遇見收斂性問題的可能性降到最小，這是其它仿真器經常遇到而無法解決的問題。Saber順序的使用了5種強大的算法來解決收斂性問題，在系統評估時，Saber對精確系統方程提出一種分段式線性評估。這樣，即使非常困難的仿真問題，如尖銳信號的瞬態分析，都可以被很好地控制。

　　7.仿真精度：

　　在做仿真時，你需要確信仿真結果能精確反映你的物理系統的操作。根據Avant！豐富的設計和仿真經驗，Saber默認的精度控制可以在能夠接受的仿真時間內提供高精度的仿真結果。

　　8.模型與仿真器分離：

　　Saber仿真器同仿真模型完全分離，它允許你完整地存取和控制模型。你可以查看一個模板的內容，修改它，并可以做成另外一個模板。創建你自己的模型并添加到庫中去，或者創建你自己的庫。你既可以使用Avant！的專用語言（MAST）創建模型，也可以用C、C++和FORTRAN來寫模型或子電路。另外Avant！本身提供各種類型的庫，其中包含著數以萬計的庫模型，有工業標準Star-Hspice模擬仿真器的高精度Si模型，還有強電設備使用的IGBT模型及通信系統用的S及Z域模型，等等。

　　9.支持通用CAE系統：

　　Saber在SaberDesigner圖形環境中的各種操作，都可以同Cadence系統、MentorGraphics系統及Innoveda系統很好的集成在一起。這樣你便可以很容易地在其它熟悉的環境中調用Saber仿真器的全部功能。

　　10.支持全線的分析功能：

　　因為Saber是一個基于HDL的混合信號仿真器，它可以做統計分析，這對于其它工具而言是非常困難或不可能的。當同基于HDL的模型相結合時，Saber及Inspecs允許對任何模型參數做統計分析。一個簡單的例子是OpAmp輸入偏置電壓電路，一個參數可以很容易在一個SaberMASTHDL模型上改變，但幾乎不可能在一個SPICE宏模型上變化。另外一個例子是改變數字電路參數的能力，如Monte-Carlo分析中的延遲。當然，Saber支持所有標準模擬仿真分析，包括直流工作點分析、瞬態分析、交流噪聲分析、失真分析、傅立葉分析。更為詳細的是，Saber及Inspecs可以支持MonteCarlo分析、應力分析、靈敏度分析及參數掃描分析。所有的分析都可以在任意混合系統中使用。

　　11.輸出結果的查看：

　　產生仿真數據僅僅是一個成功的系統分析的一個方面。在Saber設計環境中，你可以用功能強大且簡單易用的SaberScope圖形化波形分析器來查看并分析結果。Saber可以創建一個默認的結果文件，如果你愿意，你可以自行定義要抽取的仿真數據。然后你能使用SaberScope，在一個系統或模型的層次內部查看信號和參數，或者只是簡單看一下主要的波形。如果你需要看新的信號，你可以直接提取它們的數據而不需要重新仿真。Saber的這一獨一無二的特性可以節省你寶貴的時間，并非常容易地提取重要數據。

　　12.Saber協同仿真：

　　Saber的協同仿真器將Saber的混合信號、混合技術同ModelTechnology公司的ModelSim、ModelSim/PLUS或Cadence的Verilog-XL的強勢結合起來。這個接口使得Avant！的Saber仿真器擁有同其它主要設計環境中用的工業標準VHDL及Verilog仿真器協同仿真的優勢。這些設計環境包括Avant！的SaberSketch、MentorGraphics、Cadence和Innoveda等。仿真輸出的結果在SaberScope波形分析器中按時間排列起來，這使你更容易觀察相互關聯的模擬及數字信號的仿真結果。

　　Saber協同仿真的優點

　　·協同仿真將混合信號設計同當前主要的設計環境結合起來

　　·利用獲有專利的Calaveras算法來獲得最佳性能

　　·可以在同一屏幕下觀看按時間對齊排列的模擬及數字結果

　　·利用了真正的Top-down設計理論

　　·便于設計的再利用

　　13.協同仿真的優勢：

　　今天，許多設計將模擬/混合信號部分及數字部分放在同一塊芯片上。Avan！的Saber是一個真正意義上的單核、混合信號仿真器。它可以用來開發高規格的系統或IC。然而大多數的數字電路IP是用Verilog或VHDL來實現的。通過聯合Saber的混合信號仿真器與工業標準數字電路仿真器，Saber協同仿真可以在系統物理實現之前就能方便地分析系統的行為。如果加上使用Saber最新的Star-Hspice仿真庫，您就可以在同一個仿真中混合使用Verilog、VHDL、MAST和Star-Hspice仿真模型。結果是什幺？減少重復，將產品更快地推向市場。

　　14.真正的TOP-DOWN設計：

　　Saber通過給予設計者對模擬及數字硬件描述語言的存取能力，實現其真正的TOP-DOWN理念。模擬和混合信號器件的模型采用MAST語言即Avant！的混合信號HDL語言來描述，而大的數字器件則用VHDL或Verilog來描述。這種兼容性允許你在模擬及數字領域為行為器件、功能器件和物理器件建模，并仿真它們。

　　這種設計方法允許你在自頂向下的每個設計層次上進行仿真，這有助于問題的解決，而且一旦某些功能模塊經過驗證，它們就可以被保存起來并用于其它設計中，這一點對于time-to-market有著重要的意義。

　　15.利用Calaveras算法實現快速仿真：

　　Saber協同仿真技術使用Calaveras模擬/數字專利算法，它允許數字仿真器（Verilog-XL，ModelSim）及Saber利用最佳的時間步長來仿真。它使得在數字仿真器和模擬仿真器之間的數據交換只有在需要的時候才進行，這樣可以極大的提高仿真速度。而相應的其它仿真理論則要求在每一個時間步長都交換信息，并通過回溯來重新評估先前的計算。這些都極大的影響了仿真速度，特別是調用多極反饋循環時。

　　16.模擬/數字邊界的接口：

　　Saber混合仿真產品在模擬/數字邊界應用了Avant！特殊的Hypermodel接口模型使設計的數字部分在數模接口處具有正確的電路特性。Hypermodel是在生成模型時自動加到設計中去的，使得同模擬器件相連的數字管腳具有精確的模擬電路仿真特性。對于TTL，CMOS，ECL等各種不同工藝的標準邏輯管腳，Saber提供給您至少3500多種Hypermodel。這些Hypermodel可以被修改，同用戶自定義的數字特性相匹配。

　　Hypermodel都是用MAST語言來完成的（而不象其競爭產品一樣將數模接口寫在設計中）。這就意味著庫中如果不存在合適的模型，你可以創建自己的Hypermodel庫。

　　17.查看相互關聯的結果：

　　圖形化顯示及分析工具SaberScope，可以將仿真數據提取成有用的仿真結果。SaberScope提供了一種靈活的按時間對齊的顯示方法，可以將Saber的模擬/數字信號同VHDL，Verilog信號聯合顯示。同時SaberScope還提供一種全面的波形測量及圖形標注能力。另外，它提供一個獲有專利的波形計算器，給予設計者一種有力的手段來操作數據和波形。利用這個計算器可以計算出諸如平均功率損耗等數據，并將結果標注出來。當器件參數改變時，它還可以產生電路的靈敏度曲線。

　　利用了Saber不尋常的數據結構，設計者可以操作電路的所有信號，包括HDL模內部的變量。Saber/ModelSim的多種語言及多平臺支持：？Saber/ModelSim的協同仿真支持ModelTechnology公司的ModelSimPlus仿真器。這表示你可以在一個設計中仿真Verilog、VHDL數字器件，并且與MAST混合信號器件及SPICE器件一樣方便。

　　Saber/ModelSim除了支持標準UNIX平臺以外，還支持PCNT平臺，這是非常有價值的。

　　18.同工業標準Verilog-XL仿真器的協同仿真：

　　Saber/Verilog同工業界的Verilog黃金仿真器----Verilog-XL有著很好的兼容性，你可以使用你已經擁有的Verilog-XL仿真器來增強你混合信號仿真的能力。

　　19.INSPECS的超級分析能力：

　　在設計進程中增加Avant！的INSPECS分析工具，可以極大的提高產品的可靠性并降低設計成本。Saber具有在協同仿真環境中進行統計分析的獨特能力。具有應力分析，參數掃描，統計分析的INSPECS可以幫助設計者得到一個好的設計。

　　二、Saber仿真軟件的應用領域

　　1、電源變換器設計

　　用來設計各種電源設備，如DC/DC、AC/DC、DC/AC、AC/AC，能夠全面分析系統的各項指標如環路頻率響應、功率管開關、磁性器件的工作情況、元件的電學應力（電壓、電流、功耗及溫升）等。

　　2、伺服系統設計

　　主要是通過Saber自帶的電機模型、機械及液壓模型形成伺服回路，建立電流環、速度環、位置環等多環伺服控制系統，重點進行電機控制器的設計，能夠分析功率器件開通與關斷細節以及發熱狀況、驅動芯片與功率開關管的匹配、直流母線尖峰吸收及制動能量回饋等。

　　3、電路仿真

　　主要是對模擬電路、數字電路及數模混合電路進行前期的原理驗證，指導器件選型，并在此基礎上進一步模擬產品在各種實際工況下的特性，比如考慮元器件的容差、參數漂移、溫度變化，線路或者器件故障等。根據系統響應進行設計優化，提高產品設計質量。在國內可以用于完成國軍標所要求的電路最壞情況分析、故障模式分析等分析項目。

　　4、供配電設計

　　主要針對的是大系統整機電氣系統如飛機供配電系統、衛星供配電系統等，通過對其發電、配電、用電負載、控制策略等部分建模，全面分析供電網絡構架、能量策略管理、配電總線數據傳輸、故障模式下拓撲重構等。

　　5、總線仿真

　　通過對系統數據傳輸網絡的底層收發器、ECU等器件建模，重點考量總線數據信號在物理層傳輸過程中的各種物理特性（如失真、畸變）等。除了支持CAN、LIN等總線類型，還支持1553B、429等總線類型。

　　三、Saber仿真軟件的基本應用

　　電路仿真作為電路計算的必要補充和論證手段，在工程應用中起著越來越重要的作用。熟練地使用仿真工具，在設計的起始階段就能夠發現方案設計和參數計算的重大錯誤，在產品開發過程中，輔之以精確的建模和仿真，可以替代大量的實際調試工作，節約可觀的人力和物力投入，極大的提高開發效率。

　　Saber仿真軟件是一個功能非常強大的電路仿真軟件，尤其適合應用在開關電源領域的時域和頻域仿真。但由于國內的學術機構和公司不太重視仿真應用，所以相關的研究較少，沒有形成系統化的文檔體系，這給想學習仿真軟件應用的工程師造成了許多的困擾，始終在門外徘徊而不得入。

　　下面僅以簡單的實例，介紹一下saber的基本應用，供初學者參考。

　　在saber安裝完成之后，點擊進入saber sketch，然后選擇file—>new—>schematic，進入原理圖繪制畫面，如下圖所示：

　　在進入原理圖繪制界面之后，可以按照我們自己的需要來繪制電路原理圖。首先，我們來繪制一個簡單的三極管共發射極電路。

　　第一步，添加元器件，在空白處點擊鼠標右鍵菜單get part—》part gallery

　　有兩個選擇器件的方法，上面的左圖是search畫面，可以在搜索框中鍵入關鍵字來檢索，右圖是borwse畫面，可以在相關的文件目錄下查找自己需要的器件。

　　通常情況下，選擇search方式更為快捷，根據關鍵字可以快速定位到自己想要的器件。

　　如下圖所示，輸入雙極型晶體管的縮寫bjt，回車確定，列表中顯示所有含有關鍵字bjt的器件，我們選擇第三個選擇項，這是一個理想的NPN型三極管，雙擊之后，在原理圖中就添加了該器件。

　　依照此方法，我們先后輸入voltage source查找電壓源，并選擇voltage source general purpose添加到原理圖。輸入resistor，選擇resistor［I］添加到原理圖（添加2個）。輸入GND，選擇ground（saber node 0）添加到原理圖，ground（saber node 0）是必須的，否則saber仿真將因為沒有參考地而無法進行。

　　添加完器件之后，用鼠標左鍵拖動每個器件，合理布置位置，鼠標左鍵雙擊該器件，即可修改必要的參數，在本示例中，僅需要修改電壓源的電壓，電阻的阻值，其他的都不需修改。

　　然后按下鍵盤的W鍵，光標變成了一個十字星，即表示可繪制wire（連線），將所有的器件連接起來。如下圖所示：

　　其中電壓源為12V，基極電阻為10k，集電極電阻為1k，共發射極連接。

　　選擇分析方法，由于這是一個大信號系統，我們尋找的是一個靜態直流工作點，因此我們選擇下圖所示的DC operating point，將basic中的display after analysis項選擇Yes，完成后點擊OK。

　　直流工作點仿真結果如下：

　　三極管的基極電壓為0.8422V，集電極電壓為0.06869V，即深度飽和時，Vbe約為0.84V，Vce約為0.069V。

　　大部分的調試工作都是可以通過仿真來替代的。大部分的設計工作都是可以通過仿真來驗證合理性和可行性的，一旦您掌握了仿真的方法，并能夠熟練的使用，你將終生受益，你可以擺脫大多數低效的調試工作，可以節約大量的時間和精力，可以直觀的看到你的設計結果，而不僅僅是計算書中的計算公式和枯燥的數字。

　　對于很多無法通過精確計算來推算的電路，我們通過仿真就可以獲得精確的結果，這對于非線性系統的解決方案而言，真是事半功倍啊，為什么要去求解復雜的矩陣方程？我需要的僅僅是結果而已，過程的推導留給大學老師吧。仿真可以讓我們從復雜的計算中解脫出來，隨心所欲的更改電路參數，然后獲得直觀的結果，當你掌握訣竅的時候，你可以讓自己的開發效率提高十倍！