SPICEプログラミングの基礎：実践ガイド

SPICEで回路シミュレーションをプログラミングすることは、他のテキストベースプログラミング言語と同じ原理に従います。プレーンテキストファイルにコマンドを書き、保存し、インタープリタで実行してコンピュータが実行可能なアクションに変換します。

SPICEでは、インタープリタは専用プログラムで、コンピュータにインストールする必要があります。ソースファイル——一般に ネットリスト と呼ばれる——は、一連の行からなり、各行を カード と呼び、コンポーネントと特殊指令を記述します。SPICEはインタプリタ言語なので、ネットリストは行ごとに読み込まれ実行され、別途コンパイルステップは不要です。

ネットリストはプレーンテキストエディタで作成します（ワードプロセッサは非ASCII書式を混入させるため避けるべきです）。構文は直截的：各行は回路素子または制御コマンドを定義し、コンポーネントはノード番号を割り当てて接続します。例：

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

ここでは、v1 はノード1と0の間の15V直流電源、r1, r2, r3 は指定ノード間を接続する抵抗です。コンポーネントが接続されるノードは同じ番号を共有します。

ネットリスト作成後、ターミナルからSPICEを起動します。典型的なコマンド：

spice < example.cir

spice コマンドでインタープリタが起動し、< で example.cir の内容を標準入力に渡し、シミュレーションが実行されます。出力を more でページング表示したり：

spice < example.cir | more

ファイルにリダイレクトして後で確認したりできます：

spice < example.cir > example.txt

出力はプレーンASCIIなので、あらゆるテキストエディタやワードプロセッサで編集、コメント追加、再フォーマット、印刷が可能です。ターゲットマシンにSPICEがインストールされていなくても結果を共有できます。

以下は例のネットリストからの典型的なコンソール出力です。シミュレーションヘッダー、パース済みネットリスト、ノード電圧、電源電流、総電力損失、実行時間が含まれます。

1*******10/10/99 ******** spice 2g.6 3/15/83 ********07:32:42***** 0example netlist 0**** input listing temperature = 27.000 deg c
v1 1 0 dc 15
r1 1 0 2.2k
r2 1 2 3.3k
r3 2 0 150
.end
*****10/10/99 ********* spice 2g.6 3/15/83 ******07:32:42****** 0example netlist 0**** small signal bias solution temperature = 27.000 deg c
node voltage node voltage
( 1) 15.0000 ( 2) 0.6522
voltage source currents
name current
v1 -1.117E-02
total power dissipation 1.67E-01 watts
job concluded 0 total job time 0.02
1*******10/10/99 ******** spice 2g.6 3/15/83 ******07:32:42***** 0**** input listing temperature = 27.000 deg c

よりクリーンな表示のために、ファイルにリダイレクトした後で出力をトリミングできます。簡潔な例：

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

node voltage node voltage
( 1) 15.0000 ( 2) 0.6522

voltage source currents
name current
v1 -1.117E-02

total power dissipation 1.67E-01 watts

入力も出力もプレーンテキストなので、プラットフォームを問わず普遍的に読み取り可能で、容易に共有できます。ワードプロセッサ機能で出力を装飾したり、説明コメントを追加したり、レポートやプレゼンテーションに統合したり自由にできます。

SPICEを効果的に使うための主要ステップ：

• プレーンテキストエディタでネットリストを作成し保存する。
• SPICEでファイルを実行し出力を確認する。
• エラーがあればネットリストを編集して再実行する。
• 目的の結果が得られるまで反復する。
• 検証後、出力をファイルにリダイレクトしてフォーマット・印刷する。

このサイクルに従うことで、SPICEネットリスト構文への自信がつき、一般的な問題のデバッグを効率的に学べます。

注：SPICEファイル拡張子は柔軟で、.cir, .inp, .txt、または拡張子なしも、OSの命名規則に従う限りすべて受け入れられます。

本記事で使用している画像は、SPICEコマンド構造と出力を示しています。埋め込みは以下の通りです：