來源：電子市場
為了進行電路模擬，必須先建立元器件的模型，也就是對于電路模擬程序所支持的各種元器件，在模擬程序中必須有相應的數學模型來描述他們，即能用計算機進行運算的計算公式來表達他們。一個理想的元器件模型，應該既能正確反映元器件的電學特性又適于在計算機上進行數值求解。一般來講，器件模型的精度越高，模型本身也就越復雜，所要求的模型參數個數也越多。這樣計算時所占內存量增大，計算時間增加。而集成電路往往包含數量巨大的元器件，器件模型復雜度的少許增加就會使計算時間成倍延長。反之，如果模型過于粗糙，會導致分析結果不可靠。因此所用元器件模型的復雜程度要根據實際需要而定。
在基于信號完整性計算機分析的PCB設計方法中，最為核心的部分就是pcb板級信號完整性模型的建立，這是與傳統的設計方法的區(qū)別之處。SI模型的正確性將決定設計的正確性，而SI模型的可建立性則決定了這種設計方法的可行性。
目前構成器件模型的方法有兩種：一種是從元器件的電學工作特性出發(fā)，把元器件看成‘黑盒子’，測量其端口的電氣特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，稱為行為級模型。這種模型的代表是IBIS模型和S參數。其優(yōu)點是建模和使用簡單方便，節(jié)約資源，適用范圍廣泛，特別是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級模型幾乎是唯一的選擇。缺點是精度較差，一致性不能保證，受測試技術和精度的影響。另一種是以元器件的工作原理為基礎，從元器件的數學方程式出發(fā)，得到的器件模型及模型參數與器件的物理工作原理有密切的關系。SPICE模型是這種模型中應用最廣泛的一種。其優(yōu)點是精度較高，特別是隨著建模手段的發(fā)展和半導體工藝的進步和規(guī)范，人們已可以在多種級別上提供這種模型，滿足不同的精度需要。缺點是模型復雜，計算時間長。
一般驅動器和接收器的模型由器件廠商提供，傳輸線的模型通常從場分析器中提取，封裝和連接器的模型即可以由場分析器提取，又可以由制造廠商提供。
在電子設計中已經有多種可以用于PCB板級信號完整性分析的模型，其中最為常用的有三種，分別是SPICE、IBIS和Verilog-AMS、VHDL-AMS。
1SPICE模型
Spice是SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis的縮寫，是一種功能強大的通用模擬電路仿真器，已經具有幾十年的歷史了，該程序是美國加利福尼亞大學伯克利分校電工和計算科學系開發(fā)的，主要用于集成電路的電路分析程序中，Spice的網表格式變成了通常模擬電路和晶體管級電路描述的標準，其第一版本于1972年完成，是用Fortran語言寫成的，1975年推出正式實用化版本，1988年被定為美國國家工業(yè)標準，主要用于IC，模擬電路，數?；旌想娐罚娫措娐返入娮酉到y的設計和仿真。由于Spice仿真程序采用完全開放的政策，用戶可以按自己的需要進行修改，加之實用性好，迅速得到推廣，已經被移植到多個操作系統平臺上。
自從Spice問世以來，其版本的更新持續(xù)不斷，有Spice2、Spice3等多個版本，新版本主要在電路輸入、圖形化、數據結構和執(zhí)行效率上有所增強，人們普遍認為Spice2G5是最為成功和有效的，以后的版本僅僅是局部的變動。
同時，各種以伯克利的Spice仿真程序的算法為核心的商用Spice電路仿真工具也隨之產生，運行在PC和UNIX平臺，許多都是基于原始的SPICE2G6版的源代碼，這是一個公開發(fā)表的版本，它們都在Spice的基礎上做了很多實用化的工作，比較常見的Spice仿真軟件有Hspice、Pspice、Spectre、Tspice、
SmartSpcie、IsSpice等，雖然它們的核心算法雷同，但仿真速度、精度和收斂性卻不一樣，其中以Synopsys公司的Hspice和Cadence公司的Pspice最為著名。Hspice是事實上的Spice工業(yè)標準仿真軟件，在業(yè)內應用最為廣泛，它具有精度高、仿真功能強大等特點，但它沒有前端輸入環(huán)境，需要事前準備好網表文件，不適合初級用戶，主要應用于集成電路設計；Pspice是個人用戶的最佳選擇，具有圖形化的前端輸入環(huán)境，用戶界面友好，性價比高，主要應用于PCB板和系統級的設計。
SPICE仿真軟件包含模型和仿真器兩部分。由于模型與仿真器是緊密地集成在一起的，所以用戶要添加新的模型類型是很困難的，但是很容易添加新的模型，僅僅需要對現有的模型類型設置新的參數即可。
SPICE模型由兩部分組成：模型方程式(ModelEquations)和模型參數(ModelParameters)。由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型與仿真器的算法非常緊密地聯接起來，可以獲得更好的分析效率和分析結果。
現在SPICE模型已經廣泛應用于電子設計中，可對電路進行非線性直流分析、非線性瞬態(tài)分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件。SPICE內建半導體器件模型，用戶只需選定模型級別并