电路仿真软件近年来发展十分迅速,电路仿真模型层出不穷。按照电路的类型,电路仿真软件模型可以分为模拟电路仿真模型、数字电路仿真模型和混合电路仿真模型。典型的模拟电路仿真模型SPICE采用修改的节点分析法来建立电路方程组,提供线性直流分析、非线性瞬态分析和线性小信号分析等功能,这些分析通常需要大量的矩阵计算操作。随着模拟电路芯片规模的急剧增加,现行的模拟电路仿真模型计算十分耗时,已经不能满足大规模电路仿真的需求,探究新的快速电路仿真模型十分迫切。本文基于此,在现有仿真模型的基础上,重点研究了提高电路仿真速度的关键技术,并针对现有仿真平台的速度缺陷,设计了多线程和GPU并行计算等快速电路仿真算法,结果表明仿真速度有较明显提升。本文首先介绍了目前电路设计领域的发展现状以及高校实验教学系统情况,并对项目的需求进行了说明,然后对现存的几种仿真模型进行了介绍。针对模拟电路仿真模型SPICE和IBIS,进行了较为深入的原理介绍和算法论述,重点提出了在这些模型中对本文提出新的快速电路仿真模型所带来的启示。接着,在快速电路仿真关键技术介绍中,重点提出了几种能够提高模拟电路和数字电路仿真速度的方法。针对快速电路仿真中的多线程和矩阵方程计算等关键技术问题,作者采用GPU通用计算平台CUDA进行了设计和实现,并与现有仿真平台进行融合,通过搭建实际仿真电路,整体电路仿真速度得到了有效的提高。目前,在具有CUDA计算功能的计算机上采用具有较好的应用前景。最后,本文总结了目前快速电路仿真存在的一些问题和主要的发展方向,这些问题将是今后作进一步研究的重点。