IC設(shè)計(jì)工具原理Cadence

1、1 2 第一章 IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 集成電路設(shè)計(jì)就是根據(jù)電路功能和性能 的要求，在正確選擇系統(tǒng)配置、電路形 式、器件結(jié)構(gòu)、工藝方案和設(shè)計(jì)規(guī)則的 情況下，盡量減小芯片面積，降低設(shè)計(jì) 成本，縮短設(shè)計(jì)周期以保全全局優(yōu)化， 設(shè)計(jì)出滿足要求的集成電路。其最終的 輸出是掩模版圖，通過制版和工藝流片 得到所需的集成電路。 3 IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 集成電路制造過程示意圖： 4 IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 集成電路設(shè)計(jì)域主要包括三個(gè)方面： 行為設(shè)計(jì)（集成電路的功能設(shè)計(jì)） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（邏輯和電路設(shè)計(jì)） 物理設(shè)計(jì)（光刻掩模版的幾何特性和物 理特性的具體實(shí)現(xiàn)） 5 IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) IC設(shè)計(jì)流程： 6 IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 典型的實(shí)際分層次設(shè)計(jì)流程： 7

2、IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 分層次設(shè)計(jì)流程主要適用于數(shù)字系統(tǒng)設(shè) 計(jì)，模擬IC設(shè)計(jì)基本上是手工設(shè)計(jì)。 即便是數(shù)字IC設(shè)計(jì)，也需要較多的人工 干預(yù)。 8 IC設(shè)計(jì)基礎(chǔ) IC設(shè)計(jì)方法 （1）全定制設(shè)計(jì) （2）半定制設(shè)計(jì) 通道門陣列法 門海法 （3）定制設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)單元法 通用單元法 9 第二章 EDA概述 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA：Electronic Design Automation）就是利用計(jì)算機(jī)作為工作平臺(tái)進(jìn) 行電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)的一項(xiàng)技術(shù)。 涵蓋內(nèi)容：系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真，電路設(shè)計(jì)與 仿真，印制電路板設(shè)計(jì)與校正，集成電 路版圖設(shè)計(jì)數(shù)?；旌显O(shè)計(jì)，嵌入式系統(tǒng) 設(shè)計(jì)，軟硬件系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)，系統(tǒng)芯片 設(shè)計(jì)，可編程邏輯器件和可編

3、程系統(tǒng)芯 片設(shè)計(jì)，專用集成電路設(shè)計(jì)等 10 EDA概述 EDA發(fā)展概況： （1）20世紀(jì)60、70年代出現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD） （2）隨后出現(xiàn)CAE、CAM、CAT、CAQ。 （3）20世紀(jì)80年代，初級(jí)的具有自動(dòng)化功能的EDA出現(xiàn)。 （4）20世紀(jì)90年代，EDA技術(shù)滲透到電子設(shè)計(jì)和集成電 路設(shè)計(jì)各個(gè)領(lǐng)域，形成了區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的整套設(shè)計(jì)思 想和方法。 （5）當(dāng)前，深亞微米工藝和SoC設(shè)計(jì)對EDA技術(shù)提出更 高更苛刻的要求。 11 EDA概述 EDA應(yīng)用于三方面： 印制電路板的設(shè)計(jì)（PCB） 可編程數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)（CPLD、 FPGA、SOPC） IC設(shè)計(jì)（ASIC, Soc） 12 EDA

4、概述 IC設(shè)計(jì)工具按其用途分類：設(shè)計(jì)工具按其用途分類： （1）設(shè)計(jì)輸入與仿真工具 （Cadence公司的Virtuoso composer、Verilog-XL、NC-verilog ） （2）綜合工具 （Synopsys公司的DC Expert ，Cadence公司 的BuilderGates，Magma公司的Blast RTL） （3）布局和布線 （Cadence PKS和SE-PKS ，Synopsys的 Physical Compiler, Magma公司的Blast Fusion） （4）物理版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證工具（Cadence公司的Virtuoso Layout Editor，Syn

5、opsys公司的ComsSE ,Tanner公司的 L-edit） （5）模擬電路編輯與仿真（Synopsys公司的HSpice ， Cadence公司的Spectre Simulator ,Tanner公司的S-edit） 13 EDA概述 EDA主要供應(yīng)商：主要供應(yīng)商： 14 EDA概述 EDA業(yè)界三強(qiáng)： Cadence，強(qiáng)項(xiàng)為IC版圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì) Synopsys，強(qiáng)項(xiàng)為邏輯綜合 Mentor Graphics，強(qiáng)項(xiàng)為PCB設(shè)計(jì)和深 亞微米IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證和測試 15 EDA概述 Cadence 公司簡介：公司簡介： 成立于1988年，公司總部位于美國加利福 尼亞州的San Jose，是

6、全球最大的EDA供應(yīng)商。 產(chǎn)品涵蓋領(lǐng)域：產(chǎn)品涵蓋領(lǐng)域： 包括系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)與仿真、信號(hào)處理、電 路設(shè)計(jì)與仿真、PCB設(shè)計(jì)與分析、FPGA及ASIC 設(shè)計(jì)以及深亞微米IC設(shè)計(jì)等。 16 EDA概述 Cadence 全定制IC設(shè)計(jì)工具 Virtuos Schematic Composer Analog Design Environment Virtuos Layout Editor Spectra Virtuoso Layout Synthesizer Assura dracula Diva 17 第三章Cdence的系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu) v大多數(shù) Cadence 工具使用同樣的庫模型， 庫結(jié)構(gòu)按目錄結(jié)構(gòu)組

7、織數(shù)據(jù)，這利于不 同工具之間的數(shù)據(jù)交互和一致操作。 物理組織邏輯組織 目錄庫 子目錄單元 子目錄視圖 18 vTerms and Definitions 庫（library）：特定工藝相關(guān)的單元集合 單元（cell）：構(gòu)成系統(tǒng)或芯片模塊的設(shè)計(jì)對象 視圖（view）：單元的一種預(yù)定義類型的表示 CIW：命令解釋窗口 19 系統(tǒng)啟動(dòng) v系統(tǒng)啟動(dòng) 1 前端啟動(dòng)命令 命令規(guī)模功能 icdes 基本數(shù)字模擬設(shè) 計(jì)輸入 icdss icde 加數(shù)字設(shè)計(jì) 環(huán)境 icmsm 前端模擬、混合、 微波設(shè)計(jì) iccaxl 前端設(shè)計(jì)加布局 規(guī)劃 20 系統(tǒng)啟動(dòng) 2 版圖工具啟動(dòng)命令 命令規(guī)模功能 layouts 基本

8、版圖設(shè)計(jì) （具有交互 DRC 功能） layoutPlusm 基本版圖設(shè)計(jì) （具有自動(dòng)化設(shè) 計(jì)工具和交互驗(yàn) 證工具） 21 系統(tǒng)啟動(dòng) 3 系統(tǒng)級(jí)啟動(dòng)命令 命令規(guī)模 功能 swbs Pcb 設(shè)計(jì) msfbl 混合型號(hào)IC設(shè) 計(jì) icfbxl 前端到后端大 多數(shù)工具 22 系統(tǒng)啟動(dòng) 23 系統(tǒng)啟動(dòng) Command Interpreter Window（CIW） Log 文件菜單欄窗口號(hào)輸出域 命令提示行 輸入域 鼠標(biāo)按鈕提示 24 第四章 模擬IC設(shè)計(jì)環(huán)境ADE 25 Schematic Composor 26 Schematic Composor 27 Schematic Composor 新建

9、一個(gè)新建一個(gè)Cellview In the CIW or Library Manager,select 28 Schematic Composor 添加器件添加器件 Select Add-instance to display the Add Instance form 29 Schematic Composor 添加連線并給連線命名添加連線并給連線命名 Select Add-Wire or press i to add wires for instances Select Add-Wirename to display the view of add wire name 30 Schemat

10、ic Composor 添加管腳添加管腳 Select Add-pin or press p 每一個(gè)管腳都有確定的名字和方向（input，output，or inputoutput）。 管腳有三種類型管腳有三種類型： Schematic pins Symbol pins Offsheet pins 31 Schematic Composor 添加激勵(lì)源添加激勵(lì)源 Source and ground cells are in the analoglib library. 32 Analog Simulation 模擬仿真流程： 33 Analog Simulation 啟動(dòng)仿真環(huán)境啟動(dòng)仿真環(huán)境

11、Select Tools-Analog Environment from the schematic menu banner,or select Tools-Analog Environment Simulation from the CIW 34 Analog Simulation 設(shè)置仿真器設(shè)置仿真器 Select Simulator/Directory/Host 35 Analog Simulation 設(shè)置模型文件設(shè)置模型文件 Select the model files in simulation window, Select Setup- Model Libraries 36 An

12、alog Simulation 設(shè)置設(shè)計(jì)變量設(shè)置設(shè)計(jì)變量 Select Variables-Edit or click the Edit Variables icon 37 Analog Simulation 設(shè)置仿真類型設(shè)置仿真類型 Select Analyses-Choose or click the Choose Anayses icon 38 Analog Simulation 選擇信號(hào)輸出選擇信號(hào)輸出 Select :Output-To Be Plotted-Select On Schematic 39 Analog Simulation 提取網(wǎng)表提取網(wǎng)表 40 Analog Sim

13、ulation 運(yùn)行仿真運(yùn)行仿真 Select Simulation-Run or Select the Run icon on the right side of the simulation window 41 Simulation Results Display Tools 波形顯示工具用于顯示仿真數(shù)據(jù)，波形顯示工具用于顯示仿真數(shù)據(jù)，Cadence中中 波形顯示及相關(guān)工具包括：波形顯示及相關(guān)工具包括： WaveScan Waveform Window（AWD） Waveform Calculator（WaveScan&AWD） Results Browser Snapshot Tool Annotating Component Display 42 Simulation Results Display Tools 波形顯示工具選擇：波形顯示工具選擇： Accessible from the Session-Options command window in ADE to switch between AWD and Wavescan 43 Simul