集成電路EDA與驗證技術(shù)課件：模擬集成電路版圖設(shè)計與驗證

模擬集成電路版圖設(shè)計與驗證4.1Virtuoso工作窗口4.2Virtuoso操作指南4.3MentorCalibre版圖驗證軟件4.4運算放大器版圖設(shè)計與驗證實例4.5小結(jié)

模擬集成電路版圖設(shè)計與驗證是對已創(chuàng)建電路網(wǎng)表進(jìn)行精確物理描述及校驗的過程。這一過程必須滿足由設(shè)計流程、制造工藝以及電路性能仿真驗證為可行所產(chǎn)生的約束。模擬集成電路版圖設(shè)計與驗證的通用流程如圖4.1所示，主要分為版圖規(guī)劃、版圖設(shè)計、版圖驗證和版圖完成共四個步驟。

1．版圖規(guī)劃

2．版圖設(shè)計

3．版圖驗證

4．版圖完成圖4.1模擬集成電路版圖設(shè)計與驗證流程圖

4.1Virtuoso工作窗口

為了使用CadenceVirtuoso設(shè)計工具，我們首先要啟動CadenceSpectre的CIW窗口。具體操作在第3章中進(jìn)行過介紹，即在命令行下通過鍵盤敲入命令：icfb&此時，CadenceSpectre的命令行窗口CIW就會自動彈出，在CIW工具欄中選擇[Tools]→[LibraryManager]，如圖4.2所示。圖4.2CadenceCIW窗口

選中[LibraryManager]選項后，彈出LibraryManager窗口，如圖4.3所示。圖4.3LibraryManager窗口

選中一個建立的設(shè)計庫(圖中設(shè)計庫為EDA)，在LibraryManager窗口的工具欄中選擇[File]→[CellView]，如圖4.4所示。此時，彈出“CreateNewFile”窗口，在“CellName”欄中填入名稱(圖中為test)，再選擇“Cell”類型為“Virtuoso”，如圖4.5所示。最后單擊“OK”按鈕，彈出VirtuosoLayoutEditor界面和層選擇窗口(LayerSelectionWindow，LSW)，如圖4.6所示。圖4.4在LibraryManager窗口的工具欄中選擇[File]→[CellView]圖4.5選擇“Cell”類型為“Virtuoso”圖4.6VirtuosoLayoutEditor界面和層選擇窗口(LayerSelectionWindow，LSW)

圖4.7所示為CadenceVirtuoso版圖編輯器界面。它包括窗口標(biāo)題欄(Windowtitle)、狀態(tài)欄(Statusbanner)、菜單欄(Menubanner)、圖標(biāo)菜單(Iconmenu)、光標(biāo)(Cursor)、指針(Pointer)、設(shè)計區(qū)(Designarea)、鼠標(biāo)狀態(tài)欄(Mousesettings)和提示欄(Promptline)。圖4.7CadenceVirtuoso版圖編輯器界面

4.1.1窗口標(biāo)題顯示欄

窗口標(biāo)題顯示欄(WindowTitle)位于Virtuoso版圖編輯器的頂端，如圖4.8所示，主要提示用戶獲得以下信息：應(yīng)用名稱(Applicationname)、庫名稱(Libraryname)、單元名稱(Cellname)及視圖名稱(Viewname)。圖4.8窗口標(biāo)題顯示欄界面示意圖

4.1.2工作狀態(tài)欄

工作狀態(tài)欄(Statusbanner)同樣也位于Virtuoso版圖編輯器的頂端，在窗口標(biāo)題欄之下，如圖4.9所示，主要提示版圖設(shè)計者獲得以下信息：光標(biāo)坐標(biāo)、選擇模式、選擇個體個數(shù)、光標(biāo)坐標(biāo)與參考坐標(biāo)的差值、光標(biāo)終點與參考位置的距離以及當(dāng)前應(yīng)用的命令。圖4.9工作狀態(tài)欄界面示意圖

4.1.3菜單欄

菜單欄(Menubanner)在Virtuoso版圖編輯器的上端，在狀態(tài)欄之下，顯示版圖編輯菜單，版圖設(shè)計者可以通過鼠標(biāo)左鍵來選擇菜單命令。菜單欄主要分為工具(Tools)、設(shè)計(Design)、窗口(Window)、創(chuàng)建(Create)、編輯(Edit)、驗證(Verify)、連接(Connectivity)、選項(Options)和布線(Routing)等九個主菜單，如圖4.10所示。圖4.10菜單欄界面圖

1．工具菜單

工具菜單Tools主要完成內(nèi)嵌工具的調(diào)用以及轉(zhuǎn)換，主要包括AbstractEditor、AnalogEnvironment、Compactor、DraculaInteractive、HierarchyEditor、Layout、LayoutXL、Parasitics、Pcell、Simulation、StructureCompiler、VerilogXL、VirtuosoPreview和VoltageStorm。當(dāng)選擇工具菜單Tools下的工具后，返回版圖設(shè)計工具，選擇Layout工具選項。LayoutEditorTools菜單功能見表4.1。

2．設(shè)計菜單

設(shè)計菜單Design主要完成當(dāng)前單元視圖的命令管理操作，主要包括Save、SaveAs、Hierarchy、Open、DiscardEdit、MakeReadOnly?/?MakeEditable、Summary、Properties、SetDefaultApplication、RemasterInstances、Plot和Tap，每個菜單包括若干個子菜單。Design菜單功能見表4.2。

3．窗口菜單

窗口菜單Window主要完成當(dāng)前單元視圖的管理以及單元顯示方式，主要包括Zoom、Pan、FitAll、FitEdit、Redraw、AreaDisplay、Utilities、CreateRuler、ClearAllRuler、ShowSelectSet、WorldView和Close，每個菜單包括若干個子菜單。Window菜單功能描述見表4.3。

4．創(chuàng)建菜單

創(chuàng)建菜單Create主要完成在當(dāng)前設(shè)計單元視圖中插入新單元，此菜單需要單元視圖處于可編輯模式，主要包括Rectangle、Polygon、Path、Label、Instance、Pin、PinFromLabels、Contact、Device、Conics、Microwave、LayerGeneration和GuardRing，每個主菜單包括若干個子菜單。Create菜單功能描述見表4.4。

5．編輯菜單

編輯菜單Edit主要完成當(dāng)前設(shè)計單元視圖中單元的改變和刪除，此菜單需要單元視圖處于可編輯模式，主要包括Undo、Redo、Move、Copy、Stretch、Reshape、Delete、Properties、Search、Merge、Select、Hierarch和Other，每個主菜單包括若干個子菜單。Edit菜單功能描述見表4.5。

6．驗證菜單

驗證菜單Verify主要用于檢查版圖設(shè)計的準(zhǔn)確性，此菜單的DRC菜單功能需要單元視圖處于可編輯模式，主要包括MSPSCheckPins、DRC、Extract、SubstrateCouplingAnalysis、ConclCe、ERC、LVS、Shorts、Probe和Markers，每個主菜單包括若干個子菜單。Verify菜單功能描述見表4.6。

7．連接菜單

連接菜單Connectivity主要用于準(zhǔn)備版圖的自動布線并顯示連接錯誤信息，主要包括DefinePins、PropagateNets、AddShapetoNet、DeleteShapefromNet、MarkNet和UnmarkNets。Connectivity菜單功能見描述表4.7。

8．選項菜單

選項菜單Options主要用于控制所在窗口的行為，主要包括Display、LayoutEditor、Selection、DRDEdit、DynamicMeasurements、TurboToolbox和LayoutOptimization，每個主菜單包括若干個子菜單。Options菜單主要功能描述見表4.8。

圖4.11為選項菜單中Display功能的對話框，用戶可以根據(jù)需要對版圖顯示進(jìn)行定制，并且可以將定制信息存儲在單元、庫文件、工藝文件或者指定文件等任一場合下。圖4.11Display菜單對話框

9．布線菜單

布線菜單Routing主要用于與自動布線器的交互，主要包括ExporttoRouter、ImportfromRouter和Rules，每個主菜單包括若干個子菜單。Routing菜單主要功能描述見表4.9。

10．命令窗口

當(dāng)使用一個命令時，命令窗口就會出現(xiàn)，采用命令窗口可以改變默認(rèn)的命令設(shè)置，通常情況下可以在點擊命令或者使用快捷鍵后，再點擊功能鍵F3，即會出現(xiàn)相應(yīng)命令的窗口。如圖4.12所示，點擊“創(chuàng)建多邊形”命令或者快捷鍵(Shift-p)后，點擊F3所示的命令窗口，默認(rèn)情況下SnapMode為orthogonal，如果用戶需要，可以將SnapMode修改為diagonal(45度角走線)等設(shè)置。圖4.12“創(chuàng)建多邊形”命令的窗口

4.1.4圖標(biāo)菜單

圖標(biāo)菜單(IconMenu)位于Virtuoso版圖編輯器設(shè)計窗口的左側(cè)，如圖4.13所示，旨在為版圖設(shè)計者提供常用的版圖編輯命令。在當(dāng)前單元視圖處于可讀模式，可編輯菜單被陰影覆蓋，不可使用。圖4.13圖標(biāo)菜單示意圖

圖標(biāo)菜單從上至下為：Save(保存當(dāng)前單元)、FitEdit(全屏顯示)、ZoomIn(放大2倍)、ZoomOut(縮小2倍)、Stretch(拉伸)、Copy(復(fù)制)、Move(移動)、Delete(刪除)、Undo(取消上次操作)、Properties(查看屬性)、Instance(調(diào)用器件)、Path(采用路徑方式走線)、多邊形(Polygon)、標(biāo)記(Label)、矩形(Rectangle)和Ruler(建立標(biāo)尺)。圖標(biāo)菜單功能表見表4.10。

圖標(biāo)菜單的內(nèi)容以及位置可以根據(jù)用戶的需要，通過窗口進(jìn)行修改和編輯，可更改內(nèi)容為：

(1)圖標(biāo)菜單出現(xiàn)的位置(左側(cè)或者右側(cè))。

(2)圖標(biāo)菜單是否顯示。

(3)圖標(biāo)菜單中圖標(biāo)的名稱是否顯示等。

用戶可以通過點擊相應(yīng)菜單對圖標(biāo)菜單進(jìn)行管理，選擇Virtuoso主窗口CIW，然后點擊UserPreferences，出現(xiàn)如圖4.14所示的對話框。圖4.14UserPreferences對話框

4.1.5設(shè)計區(qū)

設(shè)計區(qū)(DesignArea)位于Virtuoso版圖編輯器設(shè)計窗口的中央，如圖4.15所示，在設(shè)計區(qū)內(nèi)可以創(chuàng)建、編輯目標(biāo)圖層：包括多邊形、矩形等其他形狀。在設(shè)計區(qū)內(nèi)可以根據(jù)需要將格點開啟或者關(guān)閉，格點可以幫助創(chuàng)建圖形。圖4.15設(shè)計區(qū)示意圖

4.1.6光標(biāo)和指針

光標(biāo)和指針(CursorandPointer)是鼠標(biāo)光標(biāo)點在設(shè)計區(qū)域和菜單區(qū)域不同的標(biāo)識方式，如圖4.16所示，在設(shè)計區(qū)域鼠標(biāo)光標(biāo)變成正方形光標(biāo)與箭頭的組合，而在工具菜單和圖標(biāo)菜單上則為箭頭狀的指針。光標(biāo)用于確定設(shè)計點和選擇設(shè)計區(qū)域圖形，而指針用于選擇菜單選項和命令執(zhí)行。

4.1.7鼠標(biāo)工作狀態(tài)

鼠標(biāo)工作狀態(tài)(MouseSetting)如圖4.17所示，處于Virtuoso版圖編輯器設(shè)計窗口的下部，主要提示版圖設(shè)計者鼠標(biāo)的實時工作狀態(tài)。圖4.17鼠標(biāo)工作狀態(tài)示意圖

圖4.18為版圖單元下的鼠標(biāo)按鍵信息，其中，鼠標(biāo)左鍵的功能為選擇、創(chuàng)建圖形，移動、拉伸已選擇圖形，選擇需要執(zhí)行的命令；鼠標(biāo)中鍵只能鍵入彈起式菜單；鼠標(biāo)右鍵的功能稍多，包括重復(fù)上次命令、放大或者縮小視圖、當(dāng)移動或者復(fù)制圖形時選擇或者鏡像、當(dāng)采用路徑方式連線時按住Ctrl鍵可以改變圖形層次、重疊圖形循環(huán)選擇等。圖4.18版圖單元下的鼠標(biāo)按鍵信息

4.1.8提示信息欄

提示信息欄(PromptLine)如圖4.19所示，處于Virtuoso版圖編輯器設(shè)計窗口的最下部，主要提示版圖設(shè)計者當(dāng)前使用的命令信息，如果沒有任何信息，則表明當(dāng)前無命令操作。圖4.19所示的“Selectthefiguretobecopied”表示當(dāng)前使用的命令為復(fù)制“copy”。圖4.19提示信息欄示意圖

4.1.9版圖層選擇窗口

版圖層選擇窗口(LayerSelectionWindow，LSW)是Virtuoso版圖編輯輔助工具，通常在Cadence環(huán)境下初次打開版圖視圖(View)或者新建版圖視圖后，會與版圖(layout)視圖一同顯示。LSW視圖如圖4.20所示。圖4.20LSW視圖

圖4.21為鼠標(biāo)對LSW視圖的操作信息，其中，鼠標(biāo)左鍵用于選擇當(dāng)前操作的版圖層，鼠標(biāo)中鍵用于選擇某一版圖層是否在版圖視圖中可見，鼠標(biāo)右鍵用于選擇某一版圖層在版圖視圖中是否可以選擇。當(dāng)鼠標(biāo)鍵移到LSW窗口時，版圖提示欄顯示的信息有所不同。圖4.21鼠標(biāo)對LSW視圖的操作信息

鼠標(biāo)鍵的當(dāng)前狀態(tài)出現(xiàn)在版圖視圖的底端，當(dāng)點擊鼠標(biāo)的左鍵、中鍵或右鍵時，鼠標(biāo)的當(dāng)前狀態(tài)信息會進(jìn)行操作提示，對于某些命令需要借助Control或者Shift鍵時會出現(xiàn)新的鼠標(biāo)狀態(tài)信息。當(dāng)開始進(jìn)行命令操作時，鼠標(biāo)狀態(tài)欄信息會發(fā)生改變，例如使用復(fù)制(Copy)命令時，鼠標(biāo)在版圖窗口提示狀態(tài)信息如圖4.22所示。當(dāng)將鼠標(biāo)移至LSW窗口時，鼠標(biāo)的狀態(tài)會發(fā)生變化，如圖4.23所示。圖4.22鼠標(biāo)在版圖窗口提示狀態(tài)信息圖4.23鼠標(biāo)在LSW窗口提示狀態(tài)信息

4.2Virtuoso操作指南

4.2.1創(chuàng)建矩形創(chuàng)建矩形(CreateRect)命令用來創(chuàng)建矩形，當(dāng)創(chuàng)建一個矩形時，會出現(xiàn)選項來對矩形進(jìn)行命名。圖4.24為創(chuàng)建矩形的對話框。圖4.24創(chuàng)建矩形的對話框

創(chuàng)建矩形的流程如圖4.25所示。

(1)在LSW窗口選擇需要創(chuàng)建矩形的版圖層。

(2)選擇命令Create-Rectangle或者快捷鍵[r]。

(3)在對話框中鍵入RODName的名稱等。

(4)在版圖設(shè)計區(qū)域通過鼠標(biāo)左鍵鍵入矩形的第一個角。

(5)通過鼠標(biāo)鍵入流程(4)中的矩形對角，完成矩形創(chuàng)建。圖4.25創(chuàng)建矩形的流程

4.2.2創(chuàng)建多邊形

創(chuàng)建多邊形(CreatePolygon)命令用來創(chuàng)建多邊形形狀，當(dāng)創(chuàng)建一個多邊形時，會出現(xiàn)選項來對多邊形進(jìn)行命名。圖4.26為創(chuàng)建多邊形的對話框。圖4.26創(chuàng)建多邊形的對話框

創(chuàng)建多邊形的流程如圖4.27所示。

(1)在LSW窗口選擇需要創(chuàng)建多邊形的版圖層。

(2)選擇命令Create-Polygon或者快捷鍵[Shift-p]。

(3)在對話框中鍵入RODName的名稱等。

(4)在版圖設(shè)計區(qū)域通過鼠標(biāo)左鍵鍵入多邊形的第一個點。

(5)移動光標(biāo)并鍵入另外一個點。

(6)繼續(xù)移動光標(biāo)并鍵入第三個點，最終將多邊形的虛線框閉合。

(7)雙擊鼠標(biāo)，完成多邊形的創(chuàng)建。圖4.27創(chuàng)建多邊形的流程

4.2.3創(chuàng)建路徑

創(chuàng)建路徑(CreatePaths)命令用來創(chuàng)建路徑形狀，當(dāng)創(chuàng)建一個路徑時，會出現(xiàn)選項來對路徑形狀進(jìn)行命名。圖4.28為創(chuàng)建路徑的對話框。圖4.28創(chuàng)建路徑的對話框

創(chuàng)建路徑形狀的流程如圖4.29所示。

(1)在LSW窗口選擇需要創(chuàng)建路徑的版圖層。

(2)選擇命令Create-Path或者快捷鍵[p]。

(3)在版圖設(shè)計區(qū)域通過鼠標(biāo)左鍵鍵入路徑的第一個點。

(4)移動光標(biāo)并鍵入另外一個點。

(5)繼續(xù)移動光標(biāo)并鍵入第三個點。

(6)雙擊鼠標(biāo)，完成路徑的創(chuàng)建。圖4.29創(chuàng)建路徑形狀的流程

4.2.4創(chuàng)建標(biāo)識名

創(chuàng)建標(biāo)識名(CreateLabels)命令用來在版圖單元中創(chuàng)建端口信息文本。圖4.30為創(chuàng)建標(biāo)識名的對話框。

創(chuàng)建標(biāo)識名的流程如下：

(1)選擇命令Create-Label或者快捷鍵[l]。

(2)?Label區(qū)域填入名稱。

(3)選擇字體。

(4)設(shè)置關(guān)聯(lián)Attachon。

(5)在版圖設(shè)計區(qū)域鼠標(biāo)點擊放置位置。

(6)點擊標(biāo)識，與版圖層進(jìn)行關(guān)聯(lián)。圖4.30創(chuàng)建標(biāo)識名的對話框

4.2.5創(chuàng)建元件

創(chuàng)建元件(CreateInstances)命令用來在版圖單元中調(diào)用獨立單元或者單元陣列。圖4.31為調(diào)用器件和陣列的對話框。

調(diào)用器件的流程如圖4.32所示。

(1)選擇命令Create-Instance或者快捷鍵[i]。

(2)填入Library、Cell和View，也可以通過Browse來選擇。

(3)將鼠標(biāo)光標(biāo)移至版圖設(shè)計區(qū)域。

(4)點擊鼠標(biāo)，將器件放置需要的位置。圖4.31調(diào)用器件和陣列的對話框圖4.32調(diào)用器件的流程

調(diào)用器件陣列的對話框如圖4.33所示，需要分別鍵入Rows、Columns、DeltaX和DeltaY等信息。圖4.33調(diào)用器件陣列的對話框

調(diào)用器件陣列的流程如圖4.34所示。

(1)選擇命令Create-Instance或者快捷鍵[i]。

(2)填入Library、Cell和View，也可以通過Browse來選擇。

(3)依次填入Rows、Columns、DeltaX和DeltaY等信息。

(4)將鼠標(biāo)光標(biāo)移至版圖設(shè)計區(qū)域。

(5)點擊鼠標(biāo)，將器件需要放置的位置。圖4.34調(diào)用器件陣列的流程

4.2.6創(chuàng)建接觸孔

創(chuàng)建接觸孔(CreateContact)命令用來在版圖單元中創(chuàng)建各種接觸孔，包括接觸孔(Contact)和通孔(Via)。圖4.35為創(chuàng)建接觸孔的對話框。圖4.35創(chuàng)建接觸孔的對話框

創(chuàng)建接觸孔的流程如下：

(1)選擇命令Create-Contact或者快捷鍵[o]。

(2)在ContactType區(qū)域選擇想要插入的接觸孔類型。

(3)填入需要插入接觸孔的行數(shù)和列數(shù)。

(4)填入插入接觸孔陣列X方向和Y方向的間距。

(5)選擇對齊方式。

(6)在版圖設(shè)計區(qū)域放置接觸孔，如圖4.36所示。圖4.36接觸孔陣列的放置

4.2.7創(chuàng)建與圓形相關(guān)的圖形

1．創(chuàng)建圓形圖形

創(chuàng)建圓形圖形的流程如圖4.37所示。

(1)在LSW區(qū)域選擇版圖層。

(2)選擇命令Create-Conics-Circle。

(3)點擊鼠標(biāo)，選擇圓形中心點。

(4)移動鼠標(biāo)并點擊圓形邊緣，完成創(chuàng)建圓形圖形。圖4.37創(chuàng)建圓形圖形的流程圖

2．創(chuàng)建橢圓形圖形

創(chuàng)建橢圓形圖形的流程如圖4.38所示。

(1)在LSW區(qū)域選擇版圖層。

(2)選擇命令Create-Conics-Ellipse。

(3)點擊鼠標(biāo)，選擇橢圓的第一個角。

(4)移動鼠標(biāo)，點擊橢圓的對角，完成創(chuàng)建橢圓圖形。圖4.38創(chuàng)建橢圓圖形的流程圖

3．創(chuàng)建環(huán)形圖形

創(chuàng)建環(huán)形圖形的流程如圖4.39所示。

(1)在LSW區(qū)域選擇版圖層。

(2)選擇命令Create-Conics-Donut。

(3)點擊鼠標(biāo)，選擇環(huán)形的中心點。

(4)移動鼠標(biāo)并點擊完成環(huán)形內(nèi)沿。

(5)移動鼠標(biāo)并點擊完成環(huán)形外沿，完成創(chuàng)建環(huán)形圖形。圖4.39創(chuàng)建環(huán)形圖形的流程圖

4.2.8移動

移動(Move)命令完成一個或者多個被選中的圖形從一個位置到另外一個位置。圖4.40為移動命令的對話框。其中，SnapMode控制圖形移動的方向，ChangeToLayer設(shè)置改變層信息，ChainMode設(shè)置移動器件鏈，DeltaX和DeltaY分別設(shè)置移動的X方向和Y方向的距離，Rotate為順時針旋轉(zhuǎn)90度，Sideways為Y軸鏡像，UpsideDown為X軸鏡像。圖4.40移動命令的對話框

使用移動命令的操作流程如圖4.41所示。

(1)選擇Edit-Move命令或者快捷鍵[m]。

(2)選擇一個或者多個圖形。

(3)點擊鼠標(biāo)作為移動命令的參考點(移動起點)。

(4)移動鼠標(biāo)并將鼠標(biāo)移至移動命令的終點，完成移動命令操作。圖4.41移動命令的操作流程示意圖

4.2.9復(fù)制

復(fù)制(Copy)命令完成一個或者多個被選中的圖形從一個位置復(fù)制到另外一個位置。圖4.42為移動命令的對話框，其中SnapMode控制復(fù)制圖形的方向，Array-Rows/Columns設(shè)置復(fù)制圖形的行數(shù)和列數(shù)，ChangeToLayer設(shè)置改變層信息，ChainMode設(shè)置復(fù)制器件鏈，DeltaX和DeltaY分別設(shè)置復(fù)制的新圖形與原圖形的X方向和Y方向的距離，Rotate為逆時針旋轉(zhuǎn)90度復(fù)制，Sideways為Y軸鏡像復(fù)制，UpsideDown為X軸鏡像復(fù)制。圖4.42復(fù)制命令對話框

使用復(fù)制命令的操作流程如圖4.43所示。

(1)選擇Edit-Copy命令或者快捷鍵[c]。

(2)選擇一個或者多個圖形。

(3)點擊鼠標(biāo)作為復(fù)制命令的參考點(復(fù)制起點)。

(4)移動鼠標(biāo)并將鼠標(biāo)移至終點，完成新圖形復(fù)制命令操作。復(fù)制命令可將圖形復(fù)制至另外版圖視圖中。圖4.43復(fù)制命令的操作流程示意圖

4.2.10拉伸

拉伸(Stretch)命令可以通過拖動角和邊緣縮小或者擴(kuò)大圖形。圖4.44為拉伸命令的對話框。其中，SnapMode控制拉伸圖形的方向，LockAngles開啟時不允許改變拉伸圖形的角度，ChainMode設(shè)置拉伸圖形鏈，DeltaX和DeltaY分別設(shè)置拉伸的新圖形與原圖形的X方向和Y方向的距離。

使用拉伸命令的操作流程如圖4.45所示。

(1)選擇Edit-Stretch命令或者快捷鍵[s]。

(2)選擇一個或者多個圖形的邊緣或者角。

(3)移動鼠標(biāo)直到拉伸目標(biāo)點。

(4)松開鼠標(biāo)鍵，完成拉伸操作。圖4.45拉伸命令的操作流程示意圖

4.2.11刪除

刪除(Delete)命令可以刪除圖形及圖形組合，可以通過以下方式之一完成被選中圖形的刪除命令：

(1)選擇Edit-Delete；

(2)點擊鍵盤Delete鍵；

(3)點擊圖標(biāo)欄上的Delete圖標(biāo)。

圖4.46為刪除命令的對話框。圖4.46刪除命令的對話框

4.2.12合并

合并(Merge)命令可以將多個相同層上的圖形進(jìn)行合并組成一個圖形，如圖4.47所示。

合并命令的流程如下：

1)選擇命令Edit-Merge或者快捷鍵[Shift-m]。

(2)選擇一個或者多個在同一層上的圖形，這些圖形必須是互相重疊、毗鄰的。圖4.47合并命令的流程示意圖

4.2.13選擇和取消選擇

1．選擇(Select)命令的流程

(1)選擇一個圖形或者器件，將指針放置在其上方，使得其圖形或者器件輪廓為虛線。

(2)點擊虛線框變成實線框，圖形或者器件被選擇。

(3)按住Shift鍵，可以選擇多個圖形或者器件。

通過LSW窗口可以設(shè)置版圖層的圖形、器件是否可選，如圖4.48所示。圖4.48LSW設(shè)置版圖層、器件等可選擇

圖4.48中“AS”鍵用于選擇所有層都可以選擇，“NS”鍵選擇所有版圖層都不可以選擇。當(dāng)需要選擇一個版圖層不可選時，可以用鼠標(biāo)右鍵點擊此層。當(dāng)此層不可選時，LSW顯示的相應(yīng)版圖層呈灰色。當(dāng)選擇器件可選或不可選時，點擊圖4.48中的“ShowObjects”按鍵，如圖4.49所示。圖4.49LSW中“ShowObjects”選項

2．取消(Deselect)選擇命令的流程

(1)版圖窗口中有版圖層或者器件單元被選中，鼠標(biāo)點擊空白區(qū)域，則取消選擇原版圖層或者器件單元。

(2)也可以選擇命令Edit-Deselect或者快捷鍵[Ctrl?+?d]，完成取消選擇命令。

4.2.14改變版圖層之間的關(guān)系

改變版圖層之間的關(guān)系(MakeCell/Flatten)可以將現(xiàn)有單元中的一個或者幾個版圖層/器件組成一個獨立的單元(單元層次上移)，也可以將一個單元分解(單元層次下移)。MakeCell命令為單元層次上移命令，即合并。MakeCell命令對話框如圖4.50所示。圖4.50MakeCell命令對話框

1．MakeCell命令的操作流程

(1)選擇想要構(gòu)成新單元的所有圖形和器件。

(2)選擇命令Edit-Hierarchy-MakeCell。

(3)鍵入新單元的庫名、單元名和視圖名。

(4)點擊“OK”鍵完成MakeCell命令，如圖4.51所示。圖4.51MakeCell命令的操作示意圖

Flatten命令為單元層次下移命令，即打散。Flatten命令對話框如圖4.52所示。圖4.52Flatten命令的對話框

2．Flatten命令的操作流程

(1)選擇想要打散的所有的器件組合。

(2)選擇命令Edit-Hierarchy-Flatten。

(3)選擇打散模式。

(4)點擊“OK”鍵完成Flatten命令，如圖4.53所示。圖4.53Flatten命令的操作示意圖

4.2.15切割圖形

切割圖形(Chop)命令可以將現(xiàn)有圖形進(jìn)行分割或者切除某個部分。Chop命令的對話框如圖4.54所示。圖4.54Chop命令的對話框

切割(Chop)命令的操作流程如下：

(1)選擇命令Edit-Other-Chop或者快捷鍵[Shift-c]。

(2)選擇一個或者多個圖形。

(3)在切割模式選項中選擇rectangle模式。

(4)鼠標(biāo)點擊矩形切割的第一個角。

(5)移動鼠標(biāo)，選擇矩形切割的對角，完成矩形切割操作，如圖4.55所示。圖4.55Chop命令的操作示意圖

4.2.16旋轉(zhuǎn)圖形

旋轉(zhuǎn)圖形(Rotate)命令可以改變選擇圖形和圖形組合的方向。Rotate命令的對話框如圖4.56所示。圖4.56Rotate命令的對話框

Rotate旋轉(zhuǎn)命令可以采用對話框，也可以采用鼠標(biāo)完成。

1．采用對話框完成Rotate旋轉(zhuǎn)命令的流程

(1)選擇命令Edit-Other-Rotate或者快捷鍵[Shift-o]。

(2)選擇版圖中的圖形。

(3)鼠標(biāo)在版圖中點擊參考點，在Rotate對話框中填入旋轉(zhuǎn)的角度或者選擇Rotate/Sideways/UpsideDown。

(4)點擊Apply，完成旋轉(zhuǎn)操作。

2．采用鼠標(biāo)右鍵完成選擇的操作流程

(1)先進(jìn)行Move、Copy和Paste操作。

(2)逆時針選擇90度，點擊鼠標(biāo)右鍵，如圖4.57所示。圖4.57逆時針旋轉(zhuǎn)90度的操作示意圖

(3)先Y軸鏡像再X軸鏡像，按住Shift鍵并點擊鼠標(biāo)右鍵(Y軸鏡像)，再點擊鼠標(biāo)右鍵(X軸鏡像)，如圖4.58所示。圖4.58目標(biāo)關(guān)于Y軸鏡像與X軸鏡像的操作示意圖

4.2.17屬性查看

圖4.59為查看和編輯器件屬性的對話框。圖4.59查看和編輯器件屬性命令的對話框

1．查看器件屬性命令的流程

(1)選擇命令Edit-Properties或者快捷鍵[q]。

(2)選擇一個或者多個器件，此時顯示第一個器件的屬性。

(3)點擊合適的按鈕，查看屬性對話框中的屬性信息。

(4)點擊Common，查看所選器件的共同屬性。

(5)點擊Next按鈕，顯示下一個器件的屬性。

(6)點擊Previous按鈕，顯示前一個器件的屬性。

(7)點擊Cancel按鈕，關(guān)閉對話框。

圖4.60為查看和編輯路徑連線的對話框。其中，Width為需要編輯路徑連線的寬度。圖4.60查看和編輯路徑連線的對話框

2．編輯路徑連線屬性的流程

(1)選擇命令Edit-Properties或者快捷鍵[q]。

(2)選擇一個或者多個路徑連線，此時顯示第一個器件的屬性。

(3)設(shè)置Common選項開啟。

(4)點擊Next按鈕，顯示另外一個器件的屬性。

(5)鍵入需要修改的路徑連線的寬度。

(6)點擊“OK”按鈕，確認(rèn)并關(guān)閉對話框。

4.2.18分離圖形

分離圖形(Split)命令可以將單元切分并改變形狀。Split命令的對話框如圖4.61所示。圖4.61Split命令的對話框

Split命令的操作流程如下：

(1)選擇想要分離的單元圖形。

(2)選擇命令Edit-Other-Split(快捷鍵Control-s)。

(3)點擊創(chuàng)建分離線折線，如圖4.62所示。

(4)點擊拉伸參考點，如圖4.63所示。

(5)點擊拉伸的終點完成分離命令，如圖4.64所示。圖4.62創(chuàng)建分離線操作示意圖圖4.63點擊參考點操作示意圖圖4.64分離拉伸之后的效果

4.3MentorCalibre版圖驗證軟件

MentorCalibre版圖驗證軟件通常都是內(nèi)嵌在CadenceVirtuosoLayoutEditor工具中，在VirtuosoLayoutEditor的圖形界面中進(jìn)行調(diào)用。采用CadenceVirtuosoLayoutEditor調(diào)用MentorCalibre工具需要進(jìn)行文件設(shè)置，在用戶的根目錄下，找到?.cdsinit文件，在文件的結(jié)尾處添加以下語句即可，其中calibre.skl為calibre提供的skill語言文件。load"/usr/calibre/calibre.skl"

加入以上語句之后，存盤并退出文件，進(jìn)入到工作目錄，啟動CadenceVirtuoso工具icfb&。在打開存在的版圖視圖文件或者新建版圖視圖文件后，在LayoutEditor的工具菜單欄上新增加了一個名為“Calibre”的新菜單，如圖4.65所示。利用這個菜單可以對MentorCalibre工具進(jìn)行很方便的調(diào)用。Calibre菜單分為RunDRC、RunDFMRunLVS、RunPEX、StartREV、ClearHighlight、Setup和About等8個子菜單，表4.11為Calibre菜單及子菜單功能介紹。圖4.65新增的Calibre菜單示意圖

圖4.66、圖4.67和圖4.68分別為運行CalibreDRC、CalibreLVS和CalibrePEX后出現(xiàn)的主界面(Calibre以Calibre2008版本為例)。圖4.66運行CalibreDRC出現(xiàn)的主界面圖4.67運行CalibreLVS出現(xiàn)的主界面圖4.68運行CalibrePEX出現(xiàn)的主界面

4.3.1設(shè)計規(guī)則檢查

設(shè)計規(guī)則檢查(DesignRuleCheck，DRC)主要根據(jù)工藝廠商提供的設(shè)計規(guī)則檢查文件，對設(shè)計的版圖進(jìn)行檢查。其檢查內(nèi)容主要以版圖層為主要目標(biāo)，對相同版圖層以及相鄰版圖層之間的關(guān)系以及尺寸進(jìn)行規(guī)則檢查。DRC檢查的目的是保證版圖滿足流片廠家的設(shè)計規(guī)則。芯片只有滿足廠家設(shè)計規(guī)則的版圖才有可能成功制造，并且符合電路設(shè)計者的設(shè)計初衷。圖4.69示出不滿足流片廠家設(shè)計規(guī)則的要求，設(shè)計的版圖與制造出的芯片的差異對比。圖4.69不滿足設(shè)計規(guī)則版圖與芯片對比

圖4.70為采用MentorCalibre工具做DRC的基本流程圖。圖4.70采用MentorCalibre工具做DRC的基本流程圖

CalibreDRC是一個基于邊緣(EDGE)的版圖驗證工具，其圖形的所有運算都是基于邊緣來進(jìn)行的，這里的MentorCalibre邊緣還區(qū)分內(nèi)邊和外邊，如圖4.71所示。圖4.71MentorCalibre邊緣示意圖

CalibreDRC文件的常用指令主要包括內(nèi)邊檢查(Internal)、外邊檢查(External)、尺寸檢查(Size)、覆蓋檢查(Enclosure)等，下面分別介紹這三種功能。

1．內(nèi)邊檢查

內(nèi)邊檢查(Internal)指令一般用于檢查多邊形的內(nèi)間距，可以用來檢查同一版圖層的多邊形內(nèi)間距，也可以檢查兩個不同版圖層的多邊形之間的內(nèi)間距，如圖4.72所示。圖4.72CalibreDRC內(nèi)邊檢查示意圖

2．外邊檢查

外邊檢查(External)指令一般用于檢查多邊形外間距，可以用來檢查同一版圖層多邊形的外間距，也可以檢查兩個不同版圖層多邊形的外間距，如圖4.73所示。圖4.73CalibreDRC外邊檢查示意圖

3．覆蓋檢查

覆蓋檢查(Enclosure)指令一般用于檢查多邊形交疊，可以檢查兩個不同版圖層多邊形之間的關(guān)系，如圖4.74所示。圖4.74CalibreDRC覆蓋檢查示意圖

圖4.75為CalibreDRC驗證的主界面，同時也為Rules選項欄界面。CalibreDRC驗證主界面分為標(biāo)題欄、菜單欄和工具選項欄。圖4.75CalibreDRC主界面

其中，標(biāo)題欄顯示的是工具名稱(CalibreInteractive-nmDRC)，菜單欄分為File、Transcript和Setup三個主菜單，每個主菜單包含若干個子菜單，其子菜單功能介紹見表4.12、表4.13和表4.14。工具選項欄包括Rules、Inputs、Outputs、RunControl、Transcript、RunDRC和StartRVE等7個選項欄，每個選項欄對應(yīng)了若干個基本設(shè)置，將在后面進(jìn)行介紹。CalibreDRC主界面中的工具選項欄，紅色字體代表對應(yīng)的選項還沒有填寫完整，綠色字體代表對應(yīng)的選項已經(jīng)填寫完整，但是不代表填寫完全正確，需要用戶進(jìn)行確認(rèn)填寫信息的正確性。

(1)工具選項欄選擇Rules時的顯示結(jié)果如圖4.76所示，其界面右側(cè)分別為DRC規(guī)則文件選擇(DRCRulesFile)和DRC運行目錄選擇(DRCRunDirectory)。規(guī)則文件選擇定位DRC規(guī)則文件的位置，其中[...]為選擇規(guī)則文件在磁盤中的位置，View為查看選中的DRC規(guī)則文件，Load為加載之前保存過的規(guī)則文件；DRC運行目錄為選擇CalibreDRC執(zhí)行目錄，點擊[...]可以選擇目錄，并在框內(nèi)進(jìn)行顯示。圖4.76中的Rules已經(jīng)填寫完畢。圖4.76工具選項欄選擇Rules的顯示結(jié)果

(2)工具選項欄選擇Inputs時的顯示結(jié)果。

①Layout選項。圖4.77所示為工具選項選擇Inputs-Layout時的顯示結(jié)果。

Run[Hierarchical/Flat/CalibreCB]：選擇CalibreDRC運行方式；

File：版圖文件名稱；

Format[GDSII/OASIS/LEFDEF/MILKYWAY/OPENACCESS]：版圖格式；

Exportfromlayoutviewer：高亮為從版圖查看器中導(dǎo)出文件，否則使用存在的文件；

TopCell：選擇版圖頂層單元名稱，如圖是層次化版圖，則會出現(xiàn)選擇框；

Area：高亮后，可以選定做DRC版圖的坐標(biāo)(左下角和右上角)。

圖4.77工具選項欄選擇Inputs-Layout時的顯示結(jié)果

②Waivers選項。圖4.78所示為工具選項欄選擇Inputs-Waivers時的顯示結(jié)果。

Run[Hierarchical/Flat/CalibreCB]：選擇CalibreDRC運行方式；

Preservecellsfromwaiverfile：從舍棄文件中保留填入的單元；

AdditionalCells：添加額外需要檢查的單元。圖4.78工具選項欄選擇Inputs-Waivers時的顯示結(jié)果

(3)工具選項選擇Outputs時的顯示結(jié)果如圖4.79所示，顯示結(jié)果，可分為上下兩個部分，上面為DRC檢查后輸出結(jié)果選項，下面為DRC檢查后報告選項。圖4.79工具選項選擇Outputs時的顯示結(jié)果

(4)工具選項選擇RunControl時的顯示結(jié)果。

圖4.80為RunControl菜單中Performance選項卡。圖4.80RunControl菜單中Performance選項卡

(5)工具選項選擇Transcript時的顯示結(jié)果如圖4.81所示，顯示CalibreDRC的啟動信息，包括啟動時間、啟動版本和運行平臺等信息。在CalibreDRC執(zhí)行過程中，還顯示CalibreDRC的運行進(jìn)程。圖4.81工具選項選擇Transcript時的顯示結(jié)果

點擊圖4.81中的[RunDRC]按鍵，可以立即執(zhí)行CalibreDRC檢查。圖4.82CalibreDRC的RVE視窗圖

圖4.82中的RVE窗口，分為左上側(cè)的錯誤報告窗口、左下側(cè)的錯誤文本說明顯示窗口以及右側(cè)的錯誤對應(yīng)坐標(biāo)顯示窗口三個部分。其中，錯誤報告窗口顯示了CalibreDRC檢查后所有的錯誤類型以及錯誤數(shù)量，如果存在紅色“X”表示版圖存在DRC錯誤，如果顯示的是綠色的“√”，那么表示沒有DRC錯誤；錯誤文本說明顯示窗口顯示了在錯誤報告窗口選中的錯誤類型對應(yīng)的文本說明；錯誤對應(yīng)坐標(biāo)顯示窗口顯示了版圖頂層錯誤的坐標(biāo)。圖4.83為無DRC錯誤時的RVE視窗圖。圖4.83無DRC錯誤時的RVE視窗圖

4.3.2版圖與電路圖一致性檢查

版圖與電路圖一致性檢查(LayoutVersusSchematic，LVS)，目的在于檢查人工繪制的版圖是否和電路結(jié)構(gòu)相符。由于電路圖在版圖設(shè)計之初已經(jīng)經(jīng)過仿真確定了所采用的晶體管及各種器件的類型和尺寸，人工繪制的版圖如果沒有經(jīng)過驗證基本上不可能與電路圖完全相同，所以對版圖與電路圖做一致性檢查非常必要。

通常情況下，Calibre工具對版圖與電路圖做一致性檢查時的流程如圖4.84所示。圖4.84MentorCalibreLVS基本流程圖

圖4.85為CalibreLVS驗證主界面，CalibreLVS的驗證主界面分為標(biāo)題欄、菜單欄和工具選項欄。圖4.85CalibreLVS驗證主界面

其中，標(biāo)題欄顯示的是工具名稱(CalibreInteractive-nmLVS)，菜單欄分為File、Transcript和Setup三個主菜單，每個主菜單包含若干個子菜單，其子菜單功能如表4.15～表4.17所示；工具選項欄包括Rules、Inputs、Outputs、RunControl、Transcript、RunLVS和StartRVE等7個選項欄，每個選項欄對應(yīng)了若干個基本設(shè)置，將在后面進(jìn)行介紹。

(1)圖4.85同時也為工具選項欄選擇Rules的顯示結(jié)果，其界面右側(cè)分別為規(guī)則文件選擇欄以及規(guī)則文件路徑選擇欄。規(guī)則文件欄為定位LVS規(guī)則文件的位置，其中[...]為選擇規(guī)則文件在磁盤中的位置，View為查看選中的LVS規(guī)則文件，Load為加載之前保存過的規(guī)則文件；路徑選擇欄為選擇CalibreLVS的執(zhí)行目錄，點擊[...]可以選擇目錄，并在框內(nèi)進(jìn)行顯示。圖4.86的Rules已經(jīng)填寫完畢。圖4.86填寫完畢的CalibreLVS

(2)工具選項欄選擇Inputs下Layout的顯示結(jié)果如圖4.87所示，可分為上下兩個部分，上半部分為CalibreLVS的驗證方法(Hierarchical、Flat或者CalibreCB可選)和對比類別(LayoutvsNetlist、NetlistvsNetlist和NetlistExtraction可選)，下半部分為版圖layout、網(wǎng)表Netlist和層次換單元H-Cells的基本選項。

①Layout選項。圖4.87所示為工具欄選項Inputs-Layout的顯示結(jié)果。圖4.87工具選項欄選擇Inputs-Layout的顯示結(jié)果

②Netlist選項。圖4.88所示為工具選項欄選擇Inputs-Netlist的顯示結(jié)果。圖4.88工具選項欄選擇Inputs-Netlist的顯示結(jié)果

③H-cells選項(當(dāng)采用層次化方法做LVS時，H-Cells選項才起作用)。圖4.89為工具選項欄選擇Inputs-H-Cells的顯示結(jié)果。圖4.89工具選項欄選擇Inputs-H-Cells的顯示結(jié)果

(3)工具選項選擇Outputs的Report/SVDB時顯示結(jié)果如圖4.90所示，顯示的內(nèi)容可分為上下兩個部分，上面為CalibreLVS檢查后輸出結(jié)果選項，下面為SVDB數(shù)據(jù)庫輸出選項。

①Report/SVDB選項。圖4.90所示為工具選項選擇Outputs-Report/SVDB時顯示結(jié)果。圖4.90工具選項選擇Outputs-Report/SVDB時的顯示結(jié)果

②Flat-LVSOutput選項。圖4.91為工具選項選擇Outputs-Flat-LVSOutput時的顯示結(jié)果。圖4.91工具選項選擇Outputs-Flat-LVSOutput時的顯示結(jié)果

(4)工具選項選擇RunControl時的顯示結(jié)果。

Performance選項。圖4.92為

Run64-bitversionofCalibre-RVE：高亮表示運行Calibre-RVE64位版本；

RunCalibreon[LocalHost/RemoteHost]：在本地或者遠(yuǎn)程運行Calibre；

HostInformation：主機(jī)信息；

RunCalibre[SingleThreaded/MultiThreaded/Distributed]：采用單線程、多線程或者分布式方式運行Calibre。圖4.92RunControl菜單中Performance選項卡

(5)圖4.93為工具選項選擇Transcript時的顯示結(jié)果，顯示CalibreLVS的啟動信息，包括啟動時間、啟動版本、運行平臺等信息。在CalibreLVS執(zhí)行過程中，還顯示CalibreLVS的運行進(jìn)程。圖4.93工具選項選擇Transcript時的顯示結(jié)果

點擊菜單Setup-LVSOption可以調(diào)出CalibreLVS一些比較實用的選項，如圖4.94所示。點擊圖4.94紅框所示的LVSOptions，主要分為Supply、Report、Gate、Shorts、ERC、Connect、Includes和Database等7個子菜單。圖4.94調(diào)出的LVSOptions功能選項菜單

①圖4.95為LVSOption功能選項中的Supply子菜單。圖4.95LVSOptions選項菜單Supply子菜單

②圖4.96為LVSOptions功能選項中的Report子菜單。圖4.96LVSOptions選項菜單Report子菜單

③圖4.97為LVSOptions功能選項中的Gates子菜單。圖4.97LVSOptions選項Gates子菜單

④圖4.98為LVSOptions選項ERC子菜單。圖4.98LVSOptions選項ERC子菜單

⑤圖4.99為LVSOptions選項Connect子菜單。圖4.99LVSOptions選項Connect子菜單

⑥圖4.100為LVSOptions選項Includes子菜單。

在CalibreLVS驗證主界面的工具選項欄中，點擊圖4.100中的[RunLVS]按鍵，可以立即執(zhí)行CalibreLVS檢查。同樣在CalibreLVS驗證主界面的工具選項欄中，點擊圖4.100中的[StartRVE]按鍵，可以手動啟動RVE視窗，啟動后的視窗如圖4.101所示。圖4.100LVSOptions選項Includes子菜單圖4.101CalibreLVS的RVE視窗圖

圖4.101所示的RVE窗口，分為左側(cè)的LVS結(jié)果文件選擇框、右上側(cè)的LVS匹配結(jié)果以及右下側(cè)的不一致信息三個部分。其中LVS結(jié)果文件選擇框包括了輸入的規(guī)則文件、電路網(wǎng)表文件，輸出的版圖網(wǎng)表文件、器件以及連接關(guān)系，匹配報告和ERC報告等；LVS匹配結(jié)果顯示了LVS運行結(jié)果；不一致信息包括了LVS不匹配時對應(yīng)的說明信息。圖4.102為LVS通過時的RVE視窗圖。同時也可以輸出報告來查驗LVS是否通過，圖4.103的標(biāo)識(對號標(biāo)識?+?CORRECT?+?笑臉)表明LVS也通過。圖4.102LVS通過時的RVE視窗圖圖4.103LVS通過時輸出報告顯示

4.3.3寄生參數(shù)提取

寄生參數(shù)提取(parasiticparameterextraction，PEX)是根據(jù)工藝廠商提供的寄生參數(shù)文件對版圖進(jìn)行其寄生參數(shù)(通常為等效的寄生電容和寄生電阻，在工作頻率較高的情況下還需要提取寄生電感)的抽取，電路設(shè)計工程師可以對提取出的寄生參數(shù)網(wǎng)表進(jìn)行仿真，此仿真的結(jié)果由于寄生參數(shù)的存在，其性能相比前仿真結(jié)果會有不同程度的惡化，使得其結(jié)果更加貼近芯片的實測結(jié)果，所以版圖參數(shù)提取的準(zhǔn)確程度對集成電路設(shè)計來說非常重要。

通常情況下，MentorCalibre工具對寄生參數(shù)提取(CalibrePEX)流程如圖4.104所示。圖4.104MentorCalibre寄生參數(shù)提取流程圖

圖4.105為CalibrePEX驗證主界面，如圖可知，CalibrePEX的驗證主界面分為標(biāo)題欄、菜單欄和工具選項欄。圖4.105CalibrePEX驗證主界面

其中，標(biāo)題欄顯示的是工具名稱(CalibreInteractive-PEX)，菜單欄分為File、Transcript和Setup三個主菜單，每個主菜單包含若干個子菜單，其子菜單功能如表4.18～表4.20所示；工具選項欄包括Rules、Inputs、Outputs、RunControl、Transcript、RunPEX和StartRVE等7個選項欄，每個選項欄對應(yīng)了若干個基本設(shè)置，將在后面進(jìn)行介紹。CalibrePEX主界面中的工具選項欄，紅色字框代表對應(yīng)的選項還沒有填寫完整，綠色代表對應(yīng)的選項已經(jīng)填寫完整，但是不代表填寫完全正確，需要用戶進(jìn)行確認(rèn)填寫信息的正確性。

(1)圖4.105同時也為工具選項欄選擇Rules的顯示結(jié)果，其界面右側(cè)分別為規(guī)則文件(PEXRulesFile)和路徑選擇(PEXRunDirectory)。規(guī)則文件定位PEX提取規(guī)則文件的位置，其中[...]為選擇規(guī)則文件在磁盤中的位置，View為查看選中的PEX以及提取規(guī)則文件，Load為加載之前保存過的規(guī)則文件；路徑選擇為選擇CalibrePEX的執(zhí)行目錄，點擊[...]可以選擇目錄，并在框內(nèi)進(jìn)行顯示。圖4.106的Rules已經(jīng)填寫完畢。圖4.106Rules填寫完畢的CalibrePEX

(2)工具選項欄Inputs包括Layout、Netlist、H-Cells、Blocks和Probes等5個子菜單。圖4.107～圖4.111分別為工具選項欄選擇Inputs的子菜單Layout、Netlist、H-Cells、Blocks和Probes的顯示結(jié)果。

①Layout選項。圖4.107為工具選項欄選擇Inputs-Layout的顯示結(jié)果。圖4.107工具選項欄選擇Inputs-Layout的顯示結(jié)果

②Netlist選項。圖4.108為工具選項欄選擇Inputs-H-Cells的顯示結(jié)果。圖4.108工具選項欄選擇Inputs-Netlist的顯示結(jié)果

③H-cells選項(當(dāng)采用層次化方法做LVS時，H-Cells選項才起作用)。圖4.109為工具選項欄選擇Inputs-H-Cells的顯示結(jié)果。

④Blocks選項。圖4.110為工具選項欄選擇Inputs-Blocks的顯示結(jié)果。圖4.109工具選項欄選擇Inputs-H-Cells的顯示結(jié)果圖4.110工具選項欄選擇Inputs-Blocks的顯示結(jié)果

⑤Probes選項。圖4.111為工具選項欄選擇Inputs-Probes的顯示結(jié)果。圖4.111工具選項欄選擇Inputs-Probes的顯示結(jié)果

(3)圖4.112為工具選項選擇Outputs-Netlist的顯示結(jié)果，此工具選項還包括Net、Reports和SVDB等3個選項。

①Netlist選項。圖4.112為工具選項選擇Outputs-Report/SVDB時的顯示結(jié)果。圖4.112工具選項選擇Outputs-Report/SVDB時的顯示結(jié)果

②Nets選項。圖4.113為工具選項選擇Outputs-Nets的顯示結(jié)果。圖4.113工具選項選擇Outputs-Nets時的顯示結(jié)果

③Reports選項。圖4.114為工具選項選擇Outputs-Reports的顯示結(jié)果。圖4.114工具選項選擇Outputs-Reports的顯示結(jié)果

④SVDB選項。圖4.115為工具選項選擇Outputs-SVDB的顯示結(jié)果。圖4.115工具選項選擇Outputs-SVDB的顯示結(jié)果

(4)工具選項選擇RunControl時的顯示結(jié)果。

圖4.116為RunControl菜單中Performance選項卡。圖4.116RunControl菜單中Performance選項卡

(5)工具選項選擇Transcript時的顯示結(jié)果如圖4.117所示，顯示CalibrePEX的啟動信息，包括啟動時間、啟動版本、運行平臺等信息。在CalibrePEX執(zhí)行過程中，還將顯示運行進(jìn)程。圖4.117工具選項選擇Transcript時的顯示結(jié)果

點擊菜單Setup-PEXOptions可以調(diào)出CalibrePEX一些比較實用的選項，如圖4.119所示。圖4.118調(diào)出的PEXOptions功能選項菜單

點擊圖4.118中的[StartRVE]鍵，手動啟動RVE視窗，啟動后的視窗如圖4.119所示。圖4.119CalibrePEX的RVE視窗圖

圖4.119所示的RVE窗口與CalibreLVS的RVE窗口完全相同。圖4.120中出現(xiàn)綠色的笑臉標(biāo)識則表明LVS已經(jīng)通過，此時提出的網(wǎng)表文件才能進(jìn)行后仿真，可以通過對輸出報告的檢查來判斷LVS是否通過。圖4.120所示為LVS通過的示意圖，而圖4.121為LVS通過后以Hspice格式反提出的部分后仿真網(wǎng)表文件。圖4.120LVS通過時輸出報告顯示圖4.121反提網(wǎng)表示意圖

4.4運算放大器版圖設(shè)計與驗證實例

4.4.1NMOS晶體管版圖設(shè)計(1)在服務(wù)器界面鍵入icfb&，啟動Cadencespectre，彈出CIW對話框，如圖4.122所示。圖4.122CIW對話框

(2)首先建立設(shè)計庫，選擇[File]→[New]→[Library]命令，彈出“NewLibrary”對話框，在Name欄中輸入“l(fā)ayout_test”，并在TechnologyFile中選擇“Attachtoanexistingtechfile”，如圖4.123所示。圖4.123建立新版圖視圖

(3)單擊“OK”按鈕，在彈出的“AttachDesignLibraryToTechnologyFile”對話框中，選擇并關(guān)聯(lián)至工藝庫文件，如圖4.124所示，這里使用的smic0.18um混合信號工藝庫。圖4.124新建庫與工藝文件庫極性鏈接示意圖

(4)在CIW窗口中選擇[File]→[New]→[Cellview]命令，彈出“Cellview”對話框，輸入“NMOS”，在Tool中選擇“Virtuoso”工具，如圖4.125所示。圖4.125新建單元Cell對話框

(5)點擊“OK”按鈕后，彈出版圖設(shè)計視圖窗口，如圖4.126所示。圖4.126版圖設(shè)計視圖窗口

(6)N注入?yún)^(qū)(SN)的設(shè)計：使用鼠標(biāo)左鍵選擇LSW中SN層，然后點擊創(chuàng)建矩形圖標(biāo)或者快捷鍵[r]，在版圖設(shè)計區(qū)域創(chuàng)建矩形SN層，并采用標(biāo)尺快捷鍵[k]，量出其矩形的尺寸，如圖4.127所示。圖4.127N注入?yún)^(qū)(SN)的設(shè)計

(7)?NMOS晶體管源漏區(qū)(AA)的設(shè)計：采用快捷鍵取消標(biāo)尺[Shift-k]，然后鼠標(biāo)左鍵選擇LSW中的AA層(AA表示有源區(qū))，然后點擊創(chuàng)建矩形圖標(biāo)或者快捷鍵[r]，在SN層內(nèi)創(chuàng)建矩形AA層，如圖4.128所示。圖4.128AA區(qū)的設(shè)計

(8)?NMOS晶體管柵極(GT)的設(shè)計：鼠標(biāo)左鍵選擇LSW中的GT層(GT表示多晶硅)，點擊創(chuàng)建矩形圖標(biāo)或者快捷鍵[r]，在AA上創(chuàng)建矩形GT層，如圖4.129所示；然后選擇拉伸快捷鍵[s]，選擇GT層的一角，將GT層的左右兩側(cè)拉伸至如圖4.130所示；最后選擇切割命令快捷鍵[Shift-C]，鼠標(biāo)左鍵點擊GT層，再次點擊需要切割的部分，形成圖4.131所示的圖形。圖4.129原始GT區(qū)圖4.130拉伸命令執(zhí)行后形成的GT區(qū)圖4.131切割命令執(zhí)行后的GT區(qū)

(9)源漏接觸孔的調(diào)用：點擊創(chuàng)建接觸孔快捷鍵[o]，在ContactType選項中選擇M1-SN(M1-SN表示第一層金屬到N注入?yún)^(qū)的接觸孔)，并將接觸孔的行數(shù)(Rows)由1修改為4，如圖4.132所示，將調(diào)用的接觸孔放在有源區(qū)上分別作為晶體管的源區(qū)和漏區(qū)，如圖4.133所示。圖4.132晶體管源區(qū)和漏區(qū)接觸孔調(diào)用對話框圖4.133晶體管源漏區(qū)接觸孔的設(shè)計

(10)柵極接觸孔的調(diào)用：點擊創(chuàng)建接觸孔快捷鍵[o]，在ContactType選項中選擇M1-GT(M1-GT表示第一層金屬與多晶硅的接觸孔)放在多晶硅上作為晶體管柵極的接觸孔，并將GT層向上拉伸至如圖4.134所示。圖4.134晶體管柵極接觸孔的設(shè)計

(11)襯底接觸孔的調(diào)用：點擊創(chuàng)建接觸孔快捷鍵[o]，在ContactType選項中選擇M1-SUB(M1-SUB表示第一層金屬與襯底的接觸孔)，將Columns修改為4，如圖4.135所示；將接觸孔放在晶體管有源區(qū)下方，作為NMOS晶體管襯底的接觸孔，如圖4.136所示。圖4.135調(diào)用晶體管襯底接觸孔對話框圖4.136晶體管襯底接觸孔的設(shè)計

(12)標(biāo)識層的應(yīng)用：鼠標(biāo)在LSW上左鍵點擊M1_TXT/drw層，然后點擊圖標(biāo)或者選擇菜單Create-Label或者點擊快捷鍵[l]，在Label中填寫名稱(例如：Gate)，將字號Height修改為0.2，如圖4.137所示；然后在柵極接觸孔的1層金屬上左鍵點擊，完成柵極的標(biāo)識層。同樣的方法在NMOS晶體管的源區(qū)(Source)、漏區(qū)(Drain)和襯底(Bulk)完成相應(yīng)的標(biāo)識層，如圖4.138所示。

圖4.137晶體管區(qū)域標(biāo)識層對話框圖4.138晶體管標(biāo)識層應(yīng)用

4.4.2運算放大器的版圖設(shè)計與驗證

本小節(jié)主要對一款兩級密勒補(bǔ)償?shù)倪\算放大器進(jìn)行版圖設(shè)計，之后再詳細(xì)討論使用Calibre進(jìn)行DRC、LVS、參數(shù)反提和后仿真的基本方法。運算放大器的電路圖如圖4.139所示，具體器件的尺寸如圖中所示。圖4.139密勒補(bǔ)償兩級運算放大器電路圖

1．運算放大器的版圖設(shè)計

(1)在服務(wù)器界面鍵入icfb&，啟動Cadencespectre，彈出CIW對話框，如圖4.140所示。圖4.140CIW對話框

(2)選擇[File]→[New]→[Cellview]命令，彈出“Cellview”對話框，在LibraryName中選擇已經(jīng)建好的庫“l(fā)ayout_test”(此時默認(rèn)運放的電路圖文件schematic已經(jīng)設(shè)計好存放在“l(fā)ayout_test”庫中)，在CellName中輸入“Miller_OTA”，并在Tool中選擇“Virtuoso”工具，如圖4.141所示。圖4.141新建單元cell對話框

(3)點擊“OK”按鈕后，彈出版圖Miller_OTA的設(shè)計視圖窗口，如圖4.142所示。

(4)設(shè)計第一步首先進(jìn)行版圖布局，設(shè)計者要根據(jù)電路結(jié)構(gòu)將晶體管等有源器件，電容、電阻等無源器件進(jìn)行初步規(guī)劃，確定擺放位置，以達(dá)到連線合理的目的，另外在進(jìn)行連線過程中可以對初步布局進(jìn)行調(diào)整。圖4.142Miller_OTA的版圖設(shè)計視圖窗口

(5)?N型晶體管的創(chuàng)建：打開Miller_OTA版圖視圖(layout)，采用創(chuàng)建器件命令從smic18?mm工藝庫中調(diào)取工藝廠商提供的器件。鼠標(biāo)左鍵點擊圖標(biāo)??或者通過快捷鍵[i]啟動創(chuàng)建器件命令，彈出CreateInstance對話框，從對話框中點擊[Browse]瀏覽器按鍵，從工藝庫smic18mmrf中選擇器件n33的layout進(jìn)行調(diào)用，如圖4.143所示。圖4.143從工藝庫smic18mmrf中選擇器件n33的layout進(jìn)行調(diào)用圖4.143從工藝庫smic18mmrf中選擇器件n33的layout進(jìn)行調(diào)用

在晶體管屬性中填入Length、TotalWidth、FingerWidth、Fingers等信息，如圖4.144所示。圖4.144創(chuàng)建N型晶體管對話框

(6)采用同樣的方式創(chuàng)建P型晶體管，如圖4.145所示。圖4.145創(chuàng)建P型晶體管對話框

(7)電阻的創(chuàng)建：根據(jù)電路中需要電阻的類型進(jìn)行選擇，點擊圖標(biāo)??快捷鍵[i]，彈出對話框，在對話框中依次選擇或填入電阻信息，如圖4.146所示。這里選擇的電阻類型為rhrpo，該電阻為具有高方塊電阻阻值的多晶硅電阻。圖4.146創(chuàng)建電阻對話框

(8)電容的創(chuàng)建：根據(jù)電路中需要電容類型進(jìn)行選擇，點擊圖標(biāo)??快捷鍵[i]，彈出對話框，在對話框中依次選擇或填入電容信息，如圖4.147所示。mim電容表示金屬-絕緣層-金屬電容，這也是設(shè)計中最為常用的電容類型。圖4.147創(chuàng)建電容對話框

(9)根據(jù)電路中需要的器件類型以及尺寸，采用步驟(5)～(8)完成所有器件的創(chuàng)建后，就可以根據(jù)布局規(guī)劃對器件位置進(jìn)行擺放，如圖4.148所示。圖4.148電路所用器件初步擺放位置

(10)對布局后的版圖進(jìn)行布線：連線的基本規(guī)則是采用不同金屬層的走線將所需要的器件端口進(jìn)行連接。但并不是所有器件的端口都為金屬層，所以我們經(jīng)常需要用到各類通孔將不同層進(jìn)行連接。比如，PMOS晶體管的柵極為多晶硅，我們就需要使用多晶硅-第一層金屬通孔(GT-M1)將其進(jìn)行連接到第一層金屬上，再進(jìn)行走線。同樣的在不同金屬層間連接，也需要用到金屬層與金屬層間的通孔，如第一層金屬至第二層金屬通孔M1～M2。

走線的具體方法為使用鼠標(biāo)左鍵選擇M1/drw層，采用路徑形式(path)快捷鍵[p]，彈出創(chuàng)建路徑對話框，將路徑寬度修改為0.34，并將SnapMode修改為diagonal，使得路徑可以實現(xiàn)45度角走線，如圖4.149所示。圖4.149創(chuàng)建路徑式連線對話框

(11)對電路版圖完成連線后，需要對電路的輸入輸出進(jìn)行標(biāo)識。鼠標(biāo)左鍵點擊M1_TXT/dg，然后在版圖設(shè)計區(qū)域鼠標(biāo)左鍵點擊圖標(biāo)??或者快捷鍵[l]，填入所需的標(biāo)示名稱，如圖4.150所示。再將鼠標(biāo)左鍵點擊在相應(yīng)的版圖層上即可，如圖4.151所示。圖4.150創(chuàng)建標(biāo)識對話框圖4.151放置標(biāo)識示意圖

(12)重復(fù)步驟(11)將電路所有的輸入輸出端口都加入標(biāo)識，如果所加標(biāo)識層與版圖層不符，可以將其屬性進(jìn)行相應(yīng)修改。鼠標(biāo)左鍵點擊需要修改的標(biāo)識，點擊圖標(biāo)??或者點擊快捷鍵[q]，將Layer修改為需要的版圖層(例如：M3TXT/dg)，并將Height修改為適合尺寸(例如：0.5)，如圖4.152所示。點擊OK完成，修改前后的版圖如圖4.153所示。圖4.152編輯標(biāo)識對話框圖4.153標(biāo)識修改前后版圖

(13)全部標(biāo)識修改完后，點擊圖標(biāo)??或者快捷鍵F2保存版圖，最終版圖如圖4.154所示。圖4.154密勒補(bǔ)償兩級運算放大器最終版圖

2．運算放大器的DRC驗證

完成了運放的版圖設(shè)計后，我們首先要對版圖進(jìn)行DRC規(guī)則檢查，使其滿足晶圓廠生產(chǎn)的規(guī)范要求，具體步驟如下。

(1)打開CalibreDRC工具。在Miller_OTA的版圖視圖工具欄中選擇[Calibre-RunDRC]選項，彈出DRC工具對話框，如圖4.155所示。圖4.155打開CalibreDRC工具

(2)選擇左側(cè)菜單中的Rules，并在對話框右側(cè)DRCRulesFile點擊[...]選擇設(shè)計規(guī)則文件，并在DRCRunDirectory右側(cè)選擇[...]選擇運行目錄，如圖4.156所示。圖4.156CalibreDRC中Rules子菜單對話框

(3)選擇左側(cè)菜單中的Inputs，并在Layout選項中選擇Exportfromlayoutviewer高亮，這表示Calibre將自動從layout窗口中提取出版圖，從而再進(jìn)行檢查，如圖4.157所示。圖4.157CalibreDRC中Inputs子菜單對話框

(4)選擇左側(cè)菜單中的Outputs，可以選擇默認(rèn)的設(shè)置，同時也可以改變相應(yīng)輸出文件的名稱，如圖4.158所示。圖4.158CalibreDRC中Outputs子菜單對話框

(5)Calibre左側(cè)RunControl菜單通常也可以選擇為默認(rèn)設(shè)置，最后點擊RunDRC，Calibre開始導(dǎo)出版圖文件并對其進(jìn)行DRC檢查，運行界面如圖4.159所示。圖4.159CalibreDRC運行中

(6)CalibreDRC完成后，軟件會自動彈出輸出結(jié)果，包括一個圖形界面的錯誤文件查看器和一個文本格式文件，分別如圖4.160和圖4.161所示。圖4.160CalibreDRC結(jié)果查看圖形界面圖4.161CalibreDRC輸出文本

(7)查看圖4.160所示的CalibreDRC輸出結(jié)果的圖形界面，表明在版圖中存在2個DRC錯誤，分別為SN_2(SN區(qū)間距小于0.44?μm)和M3_1(M3的最小寬度小于0.28?μm)。

(8)錯誤1修改：鼠標(biāo)左鍵點擊CheckSN_2-1Result，并雙擊下屬菜單中的01，DRC結(jié)果查看圖形界面如圖4.162所示，版圖定位如圖4.163所示。圖4.162DRC結(jié)果查看圖形界面圖4.163相應(yīng)版圖錯誤定位

(9)根據(jù)提示進(jìn)行版圖修改，將兩塊SN合并，這意味著同一塊SN就不會存在間距的規(guī)則問題，修改后的版圖如圖4.164所示。圖4.164修改后版圖

(10)錯誤2修改：鼠標(biāo)左鍵點擊CheckM3_1-1Result，并雙擊下屬菜單中的01，DRC結(jié)果查看圖形界面如圖4.165所示，版圖定位如圖4.166所示。圖4.165DRC結(jié)果查看圖形界面圖4.166相應(yīng)版圖錯誤定位

(11)根據(jù)上述提示進(jìn)行版圖修改