實驗一Virtuoso原理圖和圖標編輯器的基本使用

1、 實驗一 Virtuoso原理圖和圖標編輯器的基本使用目錄1.實驗目的2.創(chuàng)建一個新的自定義單元庫3.使用 Cadence Virtuoso 原理圖編輯器構建一個反相器4.創(chuàng)建一個自定義元器件圖標1.實驗目的本實驗采用AMI06工藝設計一個反相器，以此使學生達到熟悉 Cadence Virtuoso 原理圖和圖標編輯器使用，記住常用熱鍵組合以與掌握與特定工藝庫關聯(lián)之目的。 2.創(chuàng)建一個新的自定義單元庫啟動 Cadence,調用 CIW（Command Interpreter Window）首先啟動計算機，在用戶名處鍵入 cdsusr, 密碼處鍵入123456，進入Linux操作系統(tǒng)桌面，在cd

2、susrs Home 文件夾中創(chuàng)建iclabs子文件夾。請記住一定要創(chuàng)建這個子文件夾，這樣才不會影響到cdsusr根目錄下的cds.lib文件。操作如下：File -> Create Folder, 在新創(chuàng)建的文件夾名稱處鍵入iclabs（可取不同名字，學號和本人名字拼音等）。進入Linux桌面，單擊鼠標右鍵打開終端。見圖1。圖1. Linux桌面操作在打開的終端中執(zhí)行下列命令：見圖2的紅色框線。圖2. Linux終端執(zhí)行第二個命令后你就可看見Cadence軟件的CIW窗口出現(xiàn)。見圖3所示。圖3. Cadence軟件的CIW窗口在CIW窗口中點擊Tools->Library Man

3、ager., 將打開庫管理器（圖4）。圖4. 庫管理器你可看到NCSU提供的庫已顯示在Library欄目中，有 NCSU_Analog_Parts,.等。點擊庫管理器中的File->New->Library., 將打開New Library 對話窗口, 現(xiàn)創(chuàng)建一個新庫取名為IClab1。見圖5。 圖5. 創(chuàng)建一個自定義元件庫點擊OK彈出關聯(lián)工藝庫對話框（圖6），選擇Attach to an existing techfile。圖6. 選擇關聯(lián)工藝庫的操作不同的工藝庫對應不同的MOS器件模型，在對原理圖進行仿真時需要選擇相應工藝庫中的模型，這樣得到的結果更接近實際情況。NCSU提供的

4、CDK一共包含有9個工藝庫，其中MOSIS_layout_Test庫顯示在最上端。點擊OK彈出選擇特定工藝庫對話窗口，對本實驗，選擇NCSU_TechLib_ami06庫。圖7. 關聯(lián)特定工藝庫在庫管理器中選中剛創(chuàng)建的IClab1庫，單擊菜單File->New->Cell View.,彈出 Create New File 對話窗（圖8），Cell Name 可自己命名如inverter, Tool 選 Composer- Schematic, View Name 就會默認選中schematic（原理圖）。圖8. 指定創(chuàng)建的具體元件的名稱和類型點擊 Create New File 中

5、的OK，就會啟動Virtuoso Schematic Editor（圖9）圖9. Virtuoso 原理圖編輯器工作界面若在上一步創(chuàng)建Library的過程中由于操作太快而不知道是否已正確關聯(lián)了特定的工藝庫，可在Library Manager窗口中鼠標右鍵點擊IClab1，選擇彈出菜單中的Properties.彈出對話框（圖10）即可查看到底關聯(lián)了哪個工藝庫。圖10. 元件庫屬性編輯器上圖正確顯示了本次實驗需要關聯(lián)的工藝庫。若不正確而需要重新關聯(lián)這個工藝庫時，并不需要重新創(chuàng)建自定義元件庫，而可在CIW窗口中進行操作，鼠標點擊Tools->Technology File Manager.彈出

6、窗口（圖11）：圖11. 重新關聯(lián)工藝庫的方法點擊Attach.彈出對話框如圖12所示即可重新關聯(lián)工藝庫了。圖12. 重新關聯(lián)工藝庫3.使用 Cadence Virtuoso 原理圖編輯器構建一個反相器你需要在此編輯器中進行諸如放置和移動元器件，使用連線將各元器件相連以與對元器件屬性做修改等操作，圖13給出了常用熱鍵，當然你也可進行菜單操作。圖13. 原理圖編輯器常用熱鍵另外上面沒有列出的“Esc”鍵是用來退出正在執(zhí)行的命令的鍵，經(jīng)常會用到它。構建一個反相器需要一個PMOS管和一個NMOS管，鼠標左擊原理圖編輯器的空白處，按熱鍵I將會打開Add Instance對話窗口，按Browse會打開C

7、omponent Browse窗，圖14. 添加元器件窗口在Component Browse窗口中，Library選擇NCSU_Analog_Parts，點擊列出欄目中的N_Transistors或P_Transistors即可選擇其中的器件，先點擊N_Transistors，會打開以下窗口（見圖15左圖）。圖15. 選擇所需添加的元器件選擇nmos器件，其參數(shù)會顯示在Add Instance 窗口中（見圖15右圖）。移動鼠標到原理圖編輯器中，nmos器件將顯示在鼠標光標處，選擇一個合適的位置（中間稍微偏下方）按鼠標左鍵放置nmos器件。對于pmos器件，先點擊(Go up 1 level)其

8、余操作步驟完全一樣，不同之處在于需要點擊列出欄目中的P_Transistors。圖16. 添加pmos器件接下來需要放置電源以與地的連接關系符號，這些符號在Component Browse對話窗中的Supply_Nets分類欄目中，點擊該欄目，在打開的電源地連接符號中你可依次選擇gnd（地）和vdd（電源連接）符號，并將其放置到合適的位置。至此按Esc鍵即可結束放置元器件的命令。原理圖編輯器應該顯示如圖17所示：圖17.大家注意到放置的pmos和nmos晶體管旁有參數(shù)顯示，它們的值可根據(jù)設計者的要求進行更改。要改變值時，先點擊需要更改屬性值的器件圖標，再點擊編輯器左側的屬性圖標或按熱鍵Q，即可

9、打開Edit Object Properties對話窗口（圖18）。請注意這個width = 1.5u 只是個默認值，需要根據(jù)要求進行修改。圖18. 器件屬性值對話框移動窗口右側的滾動條可看到更多的屬性值。對pmos或nmos器件來說，改變得最多的值就是溝道的Width和Length。需要注意的是，不同的工藝這兩個屬性值是有相應的最小值限制的，如上圖中帶陰影的兩項分別為最小寬度和最小長度，所以你輸入的長和寬數(shù)值不能比它們小。在大多數(shù)反相器設計中，為了使反相器的各項性能指標基本對稱，pmos器件的溝道寬度一般選取為nmos器件的2-3倍，本次實驗中將nmos器件的溝道寬度默認值1.5u修改為3u

10、，而將pmos器件的寬度修改為6u。更改數(shù)值后點擊OK完成。接著就是將元器件按照反相器的工作原理進行電氣連接，連線采用Wire(narrow)，點擊編輯器左側的Wire圖標，分別移動鼠標至各元器件連接點（小紅方塊）將pmos源極連到vdd，nmos源極連到gnd，pmos漏極連到nmos漏極，pmos柵極連到nmos柵極。最后從柵極和漏極節(jié)點分別引出兩根線用來連接引腳，按Esc鍵退出連線。此時的編輯器應顯示如圖19所示：圖19. 構建中的反相器下一步點擊Add Pin圖標或按熱鍵P添加引腳，柵極引出線連接輸入引腳，漏極引出線連接輸出引腳。在彈出的添加引腳對話窗中，需要給引腳取名和選擇類型，根據(jù)

11、需要選定引腳方向為輸入或輸出，按回車鍵即可添加引腳，如圖20所示：圖20.添加引腳對話框完成添加輸入輸出引腳后按Esc鍵退出。此時原理圖編輯器應顯示如下：圖21. 一個完整的反相器電路圖點擊左側工具條上方的Check and Save圖標或按f8鍵保存你的設計，若電路有錯誤或警告信息則會彈出一個窗口告訴你，詳細信息會顯示在CIW窗口中。若無信息窗口彈出則表示電路正常。圖22在CIW窗口中顯示原理圖沒有錯誤。圖22. 原理圖保存后CIW信息窗口4.創(chuàng)建一個自定義元器件圖標剛設計的反相器就是一個新的元器件，下一步就是要為它創(chuàng)建一個圖標，以便于在測試臺電路(Testbench)中調用它進行電氣性能的

12、仿真和被其他電路反復調用。從原理圖編輯器的菜單中選擇Design->Create Cellview->From Cellview, 會打開一個創(chuàng)建圖標的對話窗。被創(chuàng)建的圖標應該保存在IClab1庫中，對話框中的From View Name 應該為 schematic, To View Name 應該為 symbol,如果一切正確，請點擊OK完成創(chuàng)建自定義元器件圖標操作，見圖23。圖23. 創(chuàng)建自定義元器件圖標對話框此時圖標編輯器將自動打開并創(chuàng)建了一個圖標如圖24所示：圖24. 圖標編輯器自動創(chuàng)建的反相器圖標圖中紅色的線框表示整個圖標的外部輪廓，稱為Selection Box，其大小

13、因圖標大小可調整，在圖標被其他電路調用時是不可見的。綠色線框表示圖標的實際形狀，可被刪除后修改成它所表示的器件的外形。綠色的文本表示器件在其他電路中被調用時的名稱，點擊選中它后可移動至不同的位置，其容可通過按Q鍵對其屬性進行編輯修改，上圖中為partName，表示其被調用時將自動命名為與cell name一樣，即被調用時將顯示為inverter，而這正是我們所希望要顯示的名稱。在此要注意：中括號和符號是不能少的，否則將會顯示不同的結果。紅色的文本表示器件在其他電路中被調用時的編號，雖可被修改但請不要輕易改變其容，而應將其移動到最靠近圖標的位置。紅色文本中的中括號和符號也同樣不能少，且文本名稱i

14、nstanceName字母大小寫也不能更改，否則在被調用時將不會顯示器件編號。若紅色的線框不小心被刪除，可在圖標編輯器中使用菜單Add->Selection Box自動或手動添加。若紅色文本或綠色文本不小心被刪除，點擊編輯器左側的abc添加label圖標，或使用菜單Add->Label. 則會彈出 Add Symbol Label對話框，應根據(jù)需要選擇Label Choice為instance label或logical label，如圖25所示：instance label添加紅色文本。logical label添加綠色文本。圖25. 添加紅色文本和綠色文本的說明既然創(chuàng)建的符號為

15、反相器，自動創(chuàng)建的矩形圖標顯然是不合適的，反相器的外形整體應該為一個三角形，且在輸出端頂點有一個小圓圈，因此我們就可以將綠色的矩形線框完全刪除，選中綠色矩形線框，點擊編輯器左側的delete圖標即可。要畫一個三角形，先點擊編輯器左側的line圖標，Add Symbol Shape 對話窗口彈出，如圖26所示，從對話框中可以看到，除了可畫線以外，還可畫多邊形，園等多種形狀。在此需要特別注意的是，Draw Mode選項要按圖中所示選斜線，否則你只能畫90°的直角線。Shape首先選中l(wèi)ine，Width選narrow開始畫線。圖26. Add Symbol Shape 對話框說明綠色的三

16、角形必須畫在紅色的邊框，畫好三角形后再在Add Symbol Shape 對話窗口選中circle添加反相器中輸出端的小圓圈，第一次鼠標左鍵點擊之處表示圓心，移動鼠標可改變半徑，第二次單擊鼠標左鍵畫圈。完成后的反相器圖標如圖27所示，大家注意到，紅色文本框已移到反相器上方位置，這樣更美觀。圖27. 完成后的反相器圖標最后要說明的是，若不小心刪除了紅色小方塊，因為它代表的是pin（管腳），此時需執(zhí)行菜單Add->Custom Pin，然后必須手工畫一個小方塊。因無自動生成小方塊的命令，手工畫的小方塊可能與原來小方塊大小不同，所以請不要隨便刪除這個紅色小方塊。另外還需要注意的一點就是應將紅色的邊框調整到剛好框住綠色的形狀，以免占據(jù)不必要的空間。點擊save圖標保存文件。本次實驗結束。1. 若不給自己設限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。2. 若不是心寬似海，哪有人生風平浪靜。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰