Simgesel Benzetim ve Uygulamaları

Abstract

Simgesel (sembolik) devre cozümlemesi, devre davranışını betimleyen devre iş-şü u s slevleri ve ceşitli devre başarım ülşutlerinin, genel olarak karmaşık sıklık değişkenineşs s o cü s gs(sürekli zamanlı dizgelerde s, ayrık zamanlı dizgelerde z) ve devre elemanlarına karşıu sdüşen simgelere bağlı şekilde ifade edilmesi olarak tanımlanır. Simgesel benzetimus gsprogramları, SPICE gibi yaygın bilinen sayısal devre benzeticilerinden farklı türdeubir bilgisayar destekli devre tasarım aracıdır. Simgesel benzeticiler, devre davranışınısbelirleyen temel etmenleri ortaya koyması aşısından üzellikle analog devre tasarımıc osürecini kolaylaştıran ve kimi uygulamalarda tasarım otomasyonunu mümkün kılanu s uuprogramlardır.Bu tez calışması kapsamında, sayısal benzetime oranla daha yeni bir araştırmaşs ssahası olan simgesel benzetim ve bu sahadaki uygulamalar incelenmiştir. Simgeselscozümleme yüntemleri matris tabanlı (veya cebirsel) ve şizge tabanlı (veya topolojik)şü u o colmak uzere iki temel grup işinde değerlendirilebilir. Her iki grup işinde, yazında ünc g c oüplana cıkmış simgesel cozümleme yüntemleri karşılaştırılmalı olarak irdelenmiştir.ş s şü u o ss sTez calışmasının temel hedeï¬ olarak, belli başlı simgesel cozümleme yüntemleri-şs s şü u onin tek bir benzetim catısı altında gerşeklenmesini olanaklı kılabilecek bir benzetimş cprogramı uzerinde calışılmıştır. Bu calışmalar sonucunda düşunce tanıtı niteliğindekişs s şs gü usüSAL programı geliştirilmiştir.s sSAL, simgesel cüzümleme işin daha uygun olduğu değerlendirilen üzgün bir süzdi-şo u c g g ou ozimi uyarınca, devre tanımının yığın veya etkileşimli şekilde girilmesine imkË n sağla-g s s a gmaktadır. Gelecek sürümlerde yeni algoritmalarla olgunlaşacağı umulan programdauu sgbaşlangış olarak Parametre Cıkarımı yüntemi uygun eniyileştirmelerle gerşeklenmiş-s c ş o s c süutir. Ozgür bir lisans altında geliştirilen programın kaynak kodu ilgili sahada başkas saraştırmacıların da katkılarından faydalanabilmek amacıyla tamamıyla aşık hË le ge-s c atirilmiştir.sAnahtar Kelimeler: simgesel benzetim, bilgisayar destekli elektronik, analog tasa-rım otomatizasyonu

Expressing the circuit transfer functions and various circuit performance criteriasin the complex frequency domain (i.e. s-domain for continuous-time systems, z-domain for discrete-time systems) with the circuit element characterized by symbolicparameters is deï¬ ned as ?Symbolic Circuit Analysis?. Symbolic simulation programsdiï¬ er from the numerical circuit simulators (like the well-known SPICE) in therespect that they reveal the basic (non-numeric) parameters describing the circuitbehaviour, and thus they especially may help analog circuit design processes andeven enable design automation in some applications.In this study, being a relatively recent research area, symbolic simulation and itsapplications have been examined. Symbolic analysis methods can be classiï¬ ed intotwo categories as matrix-based (algebric) and graph-based (topological) methods.For both two categories, symbolic analysis methods coming to the fore in literaturehave been examined in a comparative manner.As a purpose of the dissertation, a simulation program that enables to the reali-zation of certain symbolic analysis methods under a single simulator framework hasbeen devised. At the result of the study, the SAL program has been developed as aproof of concept.SAL enables the user to enter the circuit description interactively or non-interactivelythrough a batch process, in accordance with an original syntax which is consideredto be more convenient for symbolic analysis. In the program, which is expected tobe enriched in further versions by using new algorithms, the ?Parameter ExtractionMethod? is realized with appropriate optimizations initially. The program has beendeveloped under a free license and made open source in order to beneï¬ t from newresearchers? contributions in the relevant area.Keywords: symbolic circuit simulation, computer aided electronics, analog designautomation.