SPICE-Programmierung: Praktischer Leitfaden zu Netlists & Syntax

Die Programmierung einer Schaltungssimulation mit SPICE folgt denselben Prinzipien wie jede andere textbasierte Programmiersprache. Sie schreiben Befehle in eine Plain-Text-Datei, speichern sie, und führen einen Interpreter aus, der den Quellcode in für den Computer ausführbare Aktionen übersetzt.

In SPICE ist der Interpreter ein dediziertes Programm, das auf dem Computer installiert sein muss. Die Quelldatei – allgemein Netlist genannt – enthält eine Reihe von Zeilen, jede eine sogenannte Card, die Bauteile und spezielle Direktiven beschreiben. Da SPICE eine interpretierte Sprache ist, wird die Netlist zeilenweise eingelesen und ausgeführt; ein separater Kompilierschritt entfällt.

Netlists werden in einem Plain-Text-Editor erstellt (Textverarbeitungsprogramme vermeiden, da sie Nicht-ASCII-Formatierungen einführen, die der Interpreter nicht versteht). Die Syntax ist geradlinig: Jede Zeile definiert entweder ein Schaltungselement oder einen Steuerbefehl, und Bauteile werden durch Zuweisung von Knotennummern verbunden. Beispiel:

v1 1 0 dc 15
r1 1 0 2.2k
r2 1 2 3.3k
r3 2 0 150
.end

Hier ist v1 eine 15-V-Gleichspannungsquelle zwischen Knoten 1 und 0; r1, r2, r3 sind Widerstände zwischen den angegebenen Knoten. Knoten teilen dieselbe Nummer, wo Bauteile zusammenstoßen.

Nach Erstellung der Netlist rufen Sie SPICE im Terminal auf. Ein typischer Befehl:

spice < example.cir

Der Befehl spice startet den Interpreter, < leitet den Inhalt von example.cir an stdin weiter, und die Simulation läuft. SPICE kann die Ausgabe auch an Utilities wie more pipen für seitenweise Anzeige:

spice < example.cir | more

Oder die Ausgabe in eine Datei umleiten für spätere Auswertung:

spice < example.cir > example.txt

Da die Ausgabe reiner ASCII-Text ist, können Sie sie mit jedem Editor bearbeiten, Kommentare hinzufügen, Überschriften formatieren und drucken, ohne SPICE auf dem Zielrechner installiert zu haben.

Wichtige Schritte für effektive SPICE-Nutzung

• Netlist in Plain-Text-Editor verfassen und speichern.
• SPICE auf der Datei ausführen und Ausgabe prüfen.
• Bei Fehlern Netlist bearbeiten und erneut ausführen.
• Iterieren, bis die Simulation die gewünschten Ergebnisse liefert.
• Validierte Ausgabe in Datei umleiten für Formatierung und Druck.

Hinweis: SPICE-Dateiendungen sind flexibel; .cir, .inp, .txt oder gar keine Extension sind akzeptabel, solange der Dateiname den OS-Regeln genügt.