[发明专利]基于Saber的电路故障仿真分析方法

权利要求书

1.一种基于Saber的电路故障仿真分析方法，其特征在于：该方法步骤如下：

步骤一：进行Saber电路功能建模和仿真，即按照设计需求在Saber平台上绘制电路原理图，电路原理图调试编译最终符合需求，作为正常电路，将此电路生成网表文件，进行直流、瞬态仿真，获得正常电路仿真结果；

步骤二：确定要仿真的器件故障模式；电路设计人员需要确定进行哪个器件的哪类故障模式的仿真；

步骤三：故障建模；每个故障模式对应于一个故障仿真模型，建立故障仿真模型的过程即故障建模；故障建模的基础是细化故障模式，并且要分析研究器件每个故障模式下的表现形式，最终建立基于表现形式的故障仿真模型；建立故障仿真模型是故障仿真的前提；常用的故障模式对应故障仿真模型的建模方法如下：

(1)“开路”：故障引脚串接大电阻(10¹⁰欧姆)或者直接断开；

(2)“短路”：故障引脚之间并联小电阻或者直接短接；

(3)“接触不良”：择故障器件任意端接Flash开关，之后接后端，通过控制Flash开关周期为整个仿真时间的一定比例(如10％)达到闪断效果；

(4)“参数漂移”：改器件某个重要的电参数值，由于该故障模式多中类型器件都会发生，对于不同器件类型，需要修改的值不同。如电阻需要修改阻值，电容修改容值，电感需要修改电感值。修改之后的值都是在原有基础上正负漂移一定比例；

(5)“无输出”：障器件输出端接地；

(6)“参数超差”：障器件输出端接增益控制器，改变增益的系数；

(7)“保险丝断不开”：险丝两端直接短接；

(8)“保险丝断开慢”：险丝熔断电流在原来基础上增大5％；

步骤四：故障注入；故障注入实质上是一个将故障仿真模型引入正常电路的过程；故障注入有种注入方式：手动注入和自动注入；手动注入方式是修改原理图和元器件参数设置；自动注入方式是修改电路网表文件，由于网表文件中每类器件网表语言格式差别很大，一次故障注入需要修改网表文件中几处内容，不同故障模式修改内容不同；

步骤五：故障电路仿真，生成故障仿真结果；步骤四故障注入完成之后，电路就变成了含有故障仿真模型的电路，对此电路仿真即为故障电路仿真，输出仿真结果；

对于电路仿真，就是从后台直接调用Saber仿真内核即aber仿真器进行仿真，实现自动仿真，根据设置故障模式的数量调用相应次数的仿真，完成一次仿真之后执行下次仿真时，Saber仿真器会被再次调用，这一过程采用程序控制，完全脱离人的手工操作；

步骤六：故障判据设置；故障判据实质上是判定故障仿真输出波形是正常还是故障的判定标准；对于模拟信号的判别方法给出两种方法：波形判别法和参数判别法；

参数判别法要设置判定起始时间、判定终止时间和判定参数；判定参数有：信号最大值、信号最小值、信号有效值、信号实际值、信号均值、信号绝对均值、信号上升时间、信号下降时间、信号保持时间即高低电平、信号波形因子、信号波峰因子；如果提取故障仿真输出的波形参数值与限定的值范围内，则认为波形正常，否则判定波形故障；

波形判别法可以判定两个波形的相似度，采用波形面积计算的方法；波形之间的相差概率叫做差异度，如果故障仿真输出和正常仿真输出的差别在差异度允许范围内，则认为该波形是正常的，否则判定波形为故障。

对于数字信号的故障判定方法：主要采用允许跳变时间；如果数字信号的跳变时间段在允许范围内，则判定波形正常；

步骤七：给出故障分析结果；根据故障判据判定故障仿真输出的各个节点信号是正常还是故障的；故障分析模块主要是根据判据文件中的信息，从仿真文件中获得各种判定参数，从而进行故障分析。