《集成電路CAD》大綱郭

1、集成電路CAD教學(xué)大綱Integrated Circuit CAD課程編號： 0713315課程性質(zhì)：專業(yè)限選課適用專業(yè)：微電子學(xué)先修課程：集成電路設(shè)計原理后續(xù)課程：綜合設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計總學(xué)分： 3.0學(xué)分其中實驗學(xué)分 : 1.0教學(xué)目的與要求 : 本課程是微電子學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)選修課，集成電路計算機輔助設(shè)計包括邏輯設(shè)計、電路設(shè)計、器件設(shè)計、版圖設(shè)計以及工藝設(shè)計等階段的 CAD,本課 程介紹集成電路CAD的各個階段的CAD的基本原理，以及若干 CAD軟件包的使 用方法。通過本課程的學(xué)習，使學(xué)生了解并掌握集成電路 CAD技術(shù)的基本原理 和內(nèi)容，并要求同學(xué)能通過上機實踐，熟悉主要設(shè)計環(huán)節(jié)中的一些 C

2、AD軟件的 使用方法。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時安排序號1234 章目名稱第一章概述第二章電路基礎(chǔ)第三章 Spectre 電路模擬 第四章版圖設(shè)計學(xué)時 分配24410序號567 章目名稱第五章版圖驗證第六章自動布局布線第七章 UNIX 知識及基本操作學(xué)時分配642 第一章概述（2 學(xué)時）第一節(jié)集成電路的發(fā)展史第二節(jié)集成電路的發(fā)展趨勢第三節(jié)集成電路的設(shè)計方法第四節(jié)集成電路的輔助設(shè)計工具基本要求：了解集成電路的發(fā)展趨勢和設(shè)計工具第二章CMOS電路基礎(chǔ)（4學(xué)時）第一節(jié)理想開關(guān)與布爾運算第二節(jié)MOSFET開關(guān)第三節(jié)基本的CMOS邏輯門第四節(jié)CMOS復(fù)合邏輯門第五節(jié)傳輸門（TG）電路重點：基本的CMOS邏輯門；CM

3、OS復(fù)合邏輯門 難點：CMOS復(fù)合邏輯門?；疽螅赫莆栈镜?CMOS邏輯門的電路特征 第三章電路模擬（ 4 學(xué)時）第一節(jié)電路模擬引入第二節(jié)電路模擬分析 重點：模擬測試電路的搭建；模擬類型分析。難點：模擬類型分析。基本要求：掌握電路模擬的分析方法第四章版圖設(shè)計10 學(xué)時）第一節(jié)基本概念第二節(jié)基本工藝層版圖第三節(jié)CMOS版圖入門第四節(jié)FET版圖尺寸的確定第五節(jié)CMOS版圖設(shè)計方法第六節(jié)版圖設(shè)計規(guī)則第六節(jié)其他類型版圖簡介第九節(jié)版圖的識別重點：基本工藝層版圖；CMOS版圖設(shè)計方法；版圖設(shè)計規(guī)則。難點：版圖的識別。基本要求：掌握基本工藝層版圖，理解版圖設(shè)計規(guī)則第五章版圖驗證（6 學(xué)時）第一節(jié)版圖驗證

4、的概念第二節(jié)版圖的幾何規(guī)則檢查（ DRC）第三節(jié)版圖的參數(shù)提?。?EXTRACTE）D 第四節(jié)版圖與原理圖一致性檢查（ LVS） 重點：版圖的幾何規(guī)則檢查；版圖的參數(shù)提??；版圖與原理圖一致性檢 查。難點：版圖與原理圖一致性檢查?；疽螅豪斫獍鎴D驗證的概念，掌握參幾何規(guī)則檢查和參數(shù)提取第六章自動布局布線（4學(xué)時） 第一節(jié)自動布局布線的概念 第二節(jié)自動布局布線（APR流程 第三節(jié)自動布局布線工具 SE 重點：布局布線前的準備；SE設(shè)計流程。 難點：布局布線前的準備。 基本要求：理解自動布局布線的概念，掌握自動布局布線流程 第七章 UNIX 知識及基本操作（ 2 學(xué)時）第一節(jié)UNIX系統(tǒng)的基本常識

5、第二節(jié)UNIX系統(tǒng)下CADENCES計軟件的操作重點：UNIX系統(tǒng)的常用命令；CADENCES計軟件的操作。難點：CADENCES計軟件的操作。基本要求：掌握UNIX系統(tǒng)的常用命令教材：1、自編教材集成電路CAD講義主要參考書目：1、 鄧紅輝等譯CMOS集成電路版圖、電子工業(yè)出版社、 2006年2、 周潤德譯超大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)導(dǎo)論、電子工業(yè)出版社、2004年3、 周潤德等譯集成電路掩模設(shè)計 、清華大學(xué)出版社、2006年4、朱正涌編著，張開華主審半導(dǎo)體集成電路，清華大學(xué)出版杜2001年集成電路CAD課程實驗大綱( Integrated Circuit CAD)實驗性質(zhì)、目的及任務(wù)：通過實驗，

6、使學(xué)生對集成電路 CAD技術(shù)的基本原理和內(nèi)容有所了解，并要 求同學(xué)能通過上機實踐，熟悉主要設(shè)計環(huán)節(jié)中的一些CAD軟件的使用方法。配套教材：集成電路CAD軟件，集成電路CAD軟件及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書主要儀器設(shè)備：工作站，微型計算機，相應(yīng)軟件實驗內(nèi)容與學(xué)時安排序號1234 學(xué)時分配4基于Virtuoso Schematic的原理圖設(shè)計輸入4基于 Affirma Analog Simulator 的功能仿真基于Virtuoso Layout XL的版圖設(shè)計4版圖參數(shù)提取與后模擬實驗名稱序號5678 實驗名稱版圖設(shè)計的層次化設(shè)計Pad層次結(jié)構(gòu)的使用運算放大器的設(shè)計二階通用濾波器的設(shè)計學(xué)時分配4444實驗一

7、、基于Virtuoso Schematic的原理圖設(shè)計輸入（4學(xué)時）實驗性質(zhì)：驗證性實驗 實驗內(nèi)容：建立自己的設(shè)計賬戶；使用原理圖作為設(shè)計輸入方式；創(chuàng)建一 個新的設(shè)計工作庫；創(chuàng)建二輸入與非門的原理圖視圖，并生成元件視圖。實驗?zāi)康暮鸵螅簩W(xué)習了解 UNIX操作系統(tǒng)的基本框架結(jié)構(gòu)，較為熟練使用 該系統(tǒng)的常用操作命令；熟練掌握原理圖設(shè)計輸入的方法和步驟；能夠熟練掌 握工藝庫的一般結(jié)構(gòu)，并能夠正確使用其中的單元設(shè)計自己的電路系統(tǒng)。注意點：建庫時千萬不要忘了載入工藝庫。實驗二、基于 Affirma Analog Simulator的功能仿真（4學(xué)時）實驗性質(zhì)：驗證性實驗實驗內(nèi)容：為二輸入的與非門創(chuàng)建一個

8、測試電路；在 Affirma 中使用 Spectre Spice對所建測試電路進行仿真。實驗?zāi)康暮鸵螅赫莆諟y試電路建立的方法及相關(guān)參數(shù)的調(diào)用設(shè)置；掌握 使用SPECTR進行電路模擬仿真的方法和步驟。對 CMOS電路及基本電路特征 要熟知，并能夠正確分析模擬結(jié)果。注意點：使用SPECTR的模擬操作。實驗三、基于Virtuoso Layout XL的版圖設(shè)計（4 學(xué)時）實驗性質(zhì)：驗證性實驗實驗內(nèi)容：使用Virtuoso layout XL創(chuàng)建版圖；晶體管版圖的聯(lián)接；創(chuàng)建標 準單元；手工布線。實驗?zāi)康暮鸵螅赫莆帐褂?Virtuoso layout XL創(chuàng)建版圖的方法和步驟；掌 握XL創(chuàng)建標準單元

9、的方法；領(lǐng)會手工布線的方法和技巧。注意點：使用Virtuoso layout XL創(chuàng)建版圖的方法實驗四、版圖參數(shù)提取與后模擬（4學(xué)時）實驗性質(zhì)：驗證性實驗實驗內(nèi)容：版圖參數(shù)提??；版圖與原理圖一致性檢查；后模擬。實驗?zāi)康暮鸵螅赫莆瞻鎴D參數(shù)提取的操作和對所參數(shù)的分析；掌握版圖 與原理圖一致性檢查的操作和對結(jié)果的分析反饋；掌握后模擬的方法和前后模 擬的對比分析。注意點：版圖與原理圖一致性檢查的結(jié)果分析實驗五、版圖設(shè)計的層次化設(shè)計（4學(xué)時）實驗性質(zhì)：驗證性實驗實驗內(nèi)容：使用現(xiàn)有的標準單元作層次化設(shè)計；采用手工的方法幫助標準 單元成功實現(xiàn)互連；使用 CCAF布線；版圖后模擬。實驗?zāi)康暮鸵螅簩W(xué)習層次化

10、設(shè)計的方法；掌握手工幫助標準單元互連的 方法；掌握使用CCAF布線的方法和步驟。注意點：使用CCAF布線的方法實驗六、Pad層次結(jié)構(gòu)的使用（4學(xué)時）實驗性質(zhì)：驗證性實驗實驗內(nèi)容：設(shè)計一個帶有 PAD的原理圖；使用LayoutXL和macro “ placepad生成AMI0.6pad框架；使用 VCR完成布線。.實驗?zāi)康暮鸵螅菏煜в?PAD的原理圖的設(shè)計；掌握pad框架的生成方 法；掌握VCR的使用。注意點： pad 框架的生成方法實驗七、運算放大器的設(shè)計（ 4 學(xué)時）實驗性質(zhì)：設(shè)計性實驗實驗內(nèi)容：設(shè)計一個帶有補償電容和正負電源的運算放大器，并完成布局 布線和模擬仿真。實驗?zāi)康暮鸵螅毫私?/p>

11、運算放大器的類型和結(jié)構(gòu)；了解該放大器的電路功 能；掌握簡單模擬電路的布局布線和模擬仿真。注意點：模擬電路的模擬實驗八、二階通用濾波器的設(shè)計（4學(xué)時）實驗性質(zhì)：設(shè)計性實驗實驗內(nèi)容：使用前面所學(xué)的方法設(shè)計一個 2 階的通用濾波器，完成布局布 線和模擬仿真。實驗?zāi)康暮鸵螅毫私鉃V波器的電路結(jié)構(gòu)和功能；熟悉通用濾波器的設(shè)計 流程；獨立完成布局布線，會分析模擬后的結(jié)果。注意點：分析模擬后的結(jié)果。實驗講義：自編集成電路CAD實驗講義集成電路CAD課程設(shè)計大綱一、課程簡介：課程以Cade nee軟件為主要設(shè)計工具，要求學(xué)生在理論課程后完成基本項 目設(shè)計，掌握器件，電路單元，常用電路模塊 CIC設(shè)計方法，具備芯片設(shè)計的 基本技能。學(xué)習使用工具：Cade nee Composei設(shè)計輸入，Cade nee Spectre電路模擬， Cade nee Viruoso LayoutEdi版圖編輯，Cade nee Diva版 圖驗證，veriliog HDL 語 言。二、課程設(shè)計內(nèi)容：1、 BICMOS數(shù)/模電路模塊；2、存儲器模塊；3、數(shù)字模塊。三、課程設(shè)計要求：1 課程設(shè)計總學(xué)時： 32 學(xué)時2. 45人自愿組成一組。原則上班