随着rfic日趋复杂，对设计工具的要求也越来越高，除了要有更高的集成度外，还必须易于适应最新的模拟软件与概念。本文针对大型rfic设计介绍目前先进的模拟算法，可为中国工程师设计同类集成电路时提供一些参考思路。
设计工程师们希望将整个收发器集成到一个芯片上，但系统内不同部分之间尤其是rf端各种复杂的相互作用给这种需求提出了巨大的技术挑战。为克服这些难题，rf设计人员不仅要具备通信和信号理论方面的专业知识，还要在关键参数如噪声、功率、增益及线性度之间做出正确的选择。因此设计人员必须配备功能强大的集成eda软件，这种软件除了可以模拟rfic各部分功能外，还要针对无线标准精确地模拟整个芯片性能以进行验证，而且软件必须能够处理最先进带有复杂rf调制信号的非线性电路技术，同时解决rf电路尺寸不断增加带来的新问题。无线通信rfic的性能参数必须在不同层次上进行模拟，包括系统级(临近信道功率比或简称acpr)、子系统级(无寄生动态范围或简称sfdr)和元件级(相噪声)，有时候还要在多个层次上进行(在功率放大器及整个rf发射器上都做acpr)。对于这些要求，现在还没有一个模拟器能够提供所有性能参数测量，另外模拟/rf和系统基带部分的系统级、子系统级和元件级模拟也不能孤立开来。目前对整个系统进行模拟的技术有很多，包括直流模拟到谐波平衡模拟等多种类型。
◆直流模拟
计算电路的直流工作点是其它模拟如交流、瞬态和谐波平衡等的先决条件。进行直流模拟时，交流源被忽略掉，电容用开路代替，电感用短路代替，非线性器件用它们的spice模型来代表，然后模拟器在每个节点采用牛顿-拉夫森算法解基尔霍夫电流定律(kcl)方程。
◆交流与s参数模拟
交流和小信号s参数模拟首先建立直流工作点，然后假设交流源不影响直流工作点，将非线性器件在直流工作点上线性化，线性器件用小信号频域y或s参数表示，这样分析时可使用准确的分布式元件频域模型。将每个器件都用直流模型表示后，在电路外部端口就可以计算出整个电路的y或s矩阵。
◆瞬态时域模拟
瞬态模拟适用于大型基带电路、瞬态启动及振荡器，这时已经对电路进行了直流偏压分析，非线性器件用spice模型表示，线性器件用分块等效电路表示，频域分布模型则用y或s参数或者有理多项式代替。然后用有限差分法计算每个电路的节点电流，将微分方程系统转换成代数矩阵方程系统，采用迭代法用牛顿-拉夫森算法求解，使基尔霍夫电流定律在每个电流节点都成立。
瞬态时域模拟通常在元件级和芯片级上进行，rfic最后验证包括整个ic晶体管级瞬态模拟。与瞬态时域模拟相关的计算时间和内存限制需要用到一些其它模拟技术，我们会在后面进一步讨论。
◆卷积模拟器
它是瞬态模拟器的延伸，允许将频域模型如微波传输带和传输线放到时域模拟器中进行模拟，它还考虑了高频影响如趋肤效应和散射效应等。卷积步骤如下：在分布模型上进行有限输入响应(fir)卷积模拟时，将其频域s或y参数转换成脉冲响应，再用脉冲响应对输入波形进行卷积。对于可用拉普拉斯或有理多项式准确描述的频域模型则采用回归卷积，这要比fir卷积快，而且数值更稳定。
谐波平衡
不论是s参数技术还是瞬态时域技术都不适用于多频激励非线性电路的稳态求解，s参数技术是一种线性模拟技术，瞬态技术又不能用于频段挨得很近的多频激励。解决办法是采用频域非线性模拟器，即谐波平衡(hb)模拟器。
rfic通常有频率上升和下降转换，hb是对带有多个接近频率的独立信号系统进行分析的理想工具。因为hb是一种频域技术，所以多个线性分布模型可以同时准确建模。
hb另一个独特的性能是非线性噪声分析。spice线性噪声分析不能预知带混频效应的电路噪声性能，也确定不了对不同幅值输入信号如增益压缩的非线性响应，hb能准确模拟混频器和振荡器的非线性噪声，包括大信号效应。
