cadence課件(清華大學)

1、12OUTLINE Cadence 系統(tǒng)概述版圖設計工具Virtuoso LE版圖驗證工具Diva版圖驗證工具Dracula3Cadence 系統(tǒng)概述 Cadence 概述設計流程系統(tǒng)組織結構系統(tǒng)啟動幫助系統(tǒng)4Cadence 概述 為什么要學習Cadence工具5Cadence 概述v集成電路發(fā)展趨勢年1997199920012003200620092012特征尺寸(nm)2501801501301007050最低的電源電壓(V)1.82.51.51.8 1.21.5 1.21.5 0.91.2 0.60.90.5-0.6通用集成電路750120014001600200025003000 AS

2、IC30050060070090012001500DRAM28040045056079011201580芯片面積(mm2 )MPU300340385430520620750ASIC480800850900100011001300MPU3.7M6.2M10M18M39M84M180MASIC8M14M16M24M40M64M100M桌面式產品7090110130160170175便攜式產品1.21.41.722.42.83.2工作頻率晶體管數(shù)/cm2最大功耗(W)6Cadence 概述 市場需求以及工藝技術的發(fā)展使得設計 復雜度提高，為滿足這樣的需求，我們 必須掌握最強大的 EDA 工具 7Ca

3、dence 概述8Cadence 概述v全球最大的 EDA 公司v提供系統(tǒng)級至版圖級的全線解決方案v系統(tǒng)龐雜，工具眾多，不易入手v除綜合外，在系統(tǒng)設計，在前端設計輸入和仿真，自動布局布線，版圖設計和驗證等領域居行業(yè)領先地位v具有廣泛的應用支持v電子設計工程師必須掌握的工具之一9Cadence 概述vSystem-Level DesignvFunction VerificationvEmulation and AccelerationvSynthesis/Place-and-RoutevAnalog,RF,and Mixed-Signal DesignvPhysical Verification

4、 and AnalysisvIC PackagingvPCB Design10集成電路設計流程 算法設計算法設計邏輯綜合邏輯綜合可測性設計可測性設計低功耗設計低功耗設計版圖驗證版圖驗證設計規(guī)則檢查設計規(guī)則檢查互連參數(shù)提取互連參數(shù)提取11CELL 設計流程 創(chuàng)建工藝文件版圖單元驗證版圖反標注打印輸出生成抽象生成參數(shù)化單元生成復雜陣列符號生成模擬單元轉換12系統(tǒng)組織結構v大多數(shù) Cadence 工具使用同樣的庫模型，庫結構按目錄結構組織數(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13系統(tǒng)組織結構 14系統(tǒng)組織結構vDDMS（Design Data Man

5、agement System）DDMS物理路徑Path/lib/cell_1/layout_3.0邏輯名稱cell_1 layout 3.0Library.lib 15系統(tǒng)統(tǒng)組織結構vExamplevendlibdffmux2gatesbodyVhdl.vhd/usr/proj/vendlib/usr/proj/vendlib/dff/usr/proj/vendlib/mux2/usr/proj/vendlib/mux2/gates/usr/proj/vendlib/mux2/body16系統(tǒng)組織結構vTerms and Definitions庫（library）：特定工藝相關的單元集合單元（

6、cell）：構成系統(tǒng)或芯片模塊的設計對象視圖（view）：單元的一種預定義類型的表示CIW：命令解釋窗口屬性（attributes）：預定義的名稱-值對的集合搜索路徑（search path）：指向當前工作目錄和 工作庫的指針17系統(tǒng)啟動v 環(huán)境設置1 .cshrc 文件設置 .cshrc文件中指定 Cadence 軟件和 licence 文件所在的路徑 2 .cdsenv 文件設置 .cdsenv 文件包含了 Cadence 軟件的一些初始設置，該文件用 SKILL 語言寫，Cadence 可直接執(zhí)行3 .cdsinit 文件設置4 cds.lib 文件設置18系統(tǒng)啟動5 工藝文件（tech

7、nology file) 技術文件包含了設計必需的很多信息，對設計，尤其是版圖設計很重要。它包含層的定義，符號化器件定義，幾何、物理、電學設計規(guī)則，以及一些針對特定 Cadence 工具的規(guī)則定義，如自動布局布線的規(guī)則，版圖轉換成 GDSII 時所使用層號的定義。6 顯示文件（display.drf）19系統(tǒng)啟動v系統(tǒng)啟動1 前端啟動命令命令規(guī)模功能icdes基本數(shù)字模擬設計輸入icdssicde 加數(shù)字設計環(huán)境icmsm前端模擬、混合、微波設計iccaxl前端設計加布局規(guī)劃20系統(tǒng)啟動2 版圖工具啟動命令命令規(guī)模功能layouts基本版圖設計（具有交互 DRC 功能）layoutPlusm基

8、本版圖設計（具有自動化設計工具和交互驗證工具）21系統(tǒng)啟動3 系統(tǒng)級啟動命令命令規(guī)模功能swbsPcb 設計msfbl混合型號IC設計icfbxl前端到后端大多數(shù)工具22系統(tǒng)啟動 23系統(tǒng)啟動 Command Interpreter Window（CIW）Log 文件菜單欄窗口號輸出域命令提示行輸入域鼠標按鈕提示24幫助系統(tǒng)v兩種方式尋求幫助1 openbook 在UNIX提示符下輸入命令 openbook: host openbook &2 工具在線幫助 每個工具右上角的“help”菜單 25OUTLINE Cadence 系統(tǒng)概述版圖設計工具Virtuoso LE版圖驗證工具Div

9、a版圖驗證工具Dracula26版圖設計工具Virtuoso LEvVirtuoso Layout Editor版圖編輯大師 Cadence最精華的部分在哪里Virtuoso Layout Editor界面漂亮友好功能強大完備操作方便高效27版圖設計工具Virtuoso LEv目標理解 Layout Editor 環(huán)境學會如何使用 Layout Editor學會運行交互 DRC&LVS學會將設計轉為Stream format學會定制版圖編輯環(huán)境28版圖設計工具Virtuoso LEv單元設計具體流程29Virtuoso LE 使用介紹第一步：建庫執(zhí)行：執(zhí)行：CIWToolsLibrar

10、y Manager LMFileNewLibrary 30Virtuoso LE 使用介紹第二步：指定工藝文件31Virtuoso LE 使用介紹第三步：建立版圖單元執(zhí)行：LMFileNewCell View 32Virtuoso LE 使用介紹第四步：打開版圖單元執(zhí)行：CIWFileOpen 選擇庫選擇視圖選擇單元33版圖設計工具Virtuoso LEv版圖編輯環(huán)境34版圖設計工具Virtuoso LEvVirtuoso Layout Editing35版圖設計工具Virtuoso LEvLSW-層選擇窗口36版圖設計工具Virtuoso LEq設置有效 Drawing 層 執(zhí)行：執(zhí)行：LS

11、WEditSet Valid Layers 37版圖設計工具Virtuoso LEqDisplay Resource Editor38版圖設計工具Virtuoso LEqLayers and display.drf39版圖設計工具Virtuoso LEqSet Display Options40版圖設計工具Virtuoso LEqSet Editor Options41版圖設計工具Virtuoso LEq鼠標用法42版圖設計工具Virtuoso LEq工藝文件流圖43版圖設計工具Virtuoso LEvTechnology File 命令44版圖設計工具Virtuoso LEv主要編輯命令q

12、Undo取消q Redo恢復q Move移動q Copy復制q Stretch拉伸q Delete刪除q Merge合并q Search搜索編輯命令非常友好，先點擊命令，然后對目標圖形進行操作45版圖設計工具Virtuoso LEv主要創(chuàng)建命令qRectangle矩形qPolygon多邊形qPath互聯(lián)qLabel標簽qInstance例元qContact通孔現(xiàn)在LSW中選中層，然后點擊創(chuàng)建命令，在畫相應圖形46繪制反相器版圖vINV Example 首先回顧一下CMOS反相器制作流程：Stage 1:N wellP well47繪制反相器版圖Stage 2:P diffusionN diff

13、usion48繪制反相器版圖Stage 3:Poly gate49繪制反相器版圖Stage 4:P+ implantN+ implant 50繪制反相器版圖Stage 5:contact51繪制反相器版圖Stage 6:Metal 152繪制反相器版圖Stage 7:via53繪制反相器版圖Stage 8:Metal 254繪制反相器版圖 版圖編輯工具使用器件加工工藝流程OK！55繪制反相器版圖156繪制反相器版圖257繪制反相器版圖358繪制反相器版圖459繪制反相器版圖560繪制反相器版圖661繪制反相器版圖762繪制反相器版圖863繪制反相器版圖964Virtuoso Layout Ed

14、itor 現(xiàn)在，您已經掌握版圖編輯大師的基本操作，通過上機實驗鞏固和提高！6566OUTLINE Cadence 系統(tǒng)概述版圖設計工具Virtuoso LE版圖驗證工具Diva版圖驗證工具Dracula67設計流程 68版圖驗證版圖驗證的必要性？ 確保版圖繪制滿足設計規(guī)則 確保版圖與實際電路圖一致 確保版圖沒有違反電氣規(guī)則 可供參數(shù)提取以便進行后模擬69版圖驗證vIC 后端流程圖:70Cadence 版圖驗證工具q Diva Diva 是 Cadence 的版圖編輯大師Virtuoso集成的交互式版圖驗證工具，具有使用方便、操作快捷的特點，非常適合中小規(guī)模單元的版圖驗證。q Dracula D

15、racula（吸血鬼）是 Cadence 的一個獨立的版圖驗證工具，按批處理方式工作，功能十分強大，目前是完整芯片驗證的標準。71版圖驗證工具DIVAv Diva Design Interactive Verification Automation DIVA 是 Cadence軟件中的驗證工具集，用它可以找出并糾正設計中的錯誤.它除了可以處理物理版圖和準備好的電氣數(shù)據(jù)，從而進行版圖和線路圖的對查（LVS）外。還可以在設計的初期就進行版圖檢查，盡早發(fā)現(xiàn)錯誤并互動地把錯誤顯示出來，有利于及時發(fā)現(xiàn)錯誤所在，易于糾正。 72版圖驗證工具DIVAq Diva 工具集組成:1.設計規(guī)則檢查（iDRC）2.

16、版圖寄生參數(shù)提?。╥LPE）3.寄生電阻提?。╥PRE）4.電氣規(guī)則檢查（iERC）5.版圖與電路圖一致比較（iLVS）73版圖驗證工具DIVAv Remark:vDiva中各個組件之間是互相聯(lián)系的，有時候一個組件的執(zhí)行要依賴另一個組件先執(zhí)行。例如：要執(zhí)行LVS就先要執(zhí)行DRC。 v運行 Diva 之前，要準備好規(guī)則驗證文件，這些文件有默認名稱：做DRC時的文件應以divaDRC.rul命名，版圖提取文件以divaEXT.rul命名。做LVS時規(guī)則文件應以divaLVS.rul命名。74版圖驗證工具DIVAvDIVA功能qDRCqExtractorqERCqLVS75版圖驗證工具DIVAvDR

17、C:對 IC 版圖做幾何空間檢查，以確保線路能夠被 特定加工工藝實現(xiàn)。vERC:檢查電源、地的短路，懸空器件和節(jié)點等電氣 特性。vLVS:將版圖與電路原理圖做對比，以檢查電路的連 接，與MOS的長寬值是否匹配。vLPE:從版圖數(shù)據(jù)庫提取電氣參數(shù)（如MOS的W、L值 BJT、二極管的面積，周長，結點寄生電容等） 并以Hspice 網(wǎng)表方式表示電路。 76版圖驗證工具DIVAvDIVA工具流程77版圖驗證工具DIVAvDesign Rule Checking78版圖驗證工具DIVAqDRC 界面79版圖驗證工具DIVAChecking Method指的是要檢查的版圖的類型:FlatFlat 表示檢

18、查版圖中所有的圖形，對子版圖塊不檢查。HierarchicalHierarchical利用層次之間的結構關系和模式識別優(yōu)化，檢查電路中每個單元塊內部是否正確。hier w/o optimization hier w/o optimization 利用層次之間的結構關系而不用模式識別優(yōu)化，來檢查電路中每個單元塊 。Checking Limit Checking Limit 可以選擇檢查哪一部分的版圖: Full Full 表示查整個版圖Incremental Incremental 查自從上一次DRC檢查以來，改變的版圖。by area by area 是指在指定區(qū)域進行DRC檢查。一般版圖較大

19、時，可以分塊檢查。 80版圖驗證工具DIVASwitch Names 在在DRC文件中，我們設置的switch在這里都會出現(xiàn)。這個選項可以方便我們對版圖文件進行分類檢查。這在大規(guī)模的電路檢查中非常重要。Echo CommandsEcho Commands 選上時在執(zhí)行DRC的同時在CIW窗口中顯示DRC文件。Rules FileRules File 指明DRC規(guī)則文件的名稱，默認為divaDRC.rulRules LibraryRules Library 這里選定規(guī)則文件在哪個庫里。MachineMachine 指明在哪臺機器上運行DRC命令。locallocal 表示在本機上運行。對于我們來

20、說，是在本機運行的，選local。remoteremote 表示在遠程機器上運行。Remote Machine NameRemote Machine Name 遠程機器的名字。 81版圖驗證工具DIVAv Diva 查錯: 錯誤在版圖文件中會高亮顯示，很容易觀察到。另外也可以選擇Verify-Markers-Find菜單來幫助找錯。單擊菜單后會彈出一個窗口，在這個窗口中單擊apply就可以顯示第一個錯誤。同樣，可以選擇Verify-Markers-ExplainVerify-Markers-Explain來看錯誤的原因提示。選中該菜單后，用鼠標在版圖上出錯了的地方單擊就可以了。也可以選擇Ver

21、ify-Markers-DeleteVerify-Markers-Delete把這些錯誤提示刪除。 82版圖驗證工具DIVA 83版圖驗證工具DIVAq分析錯誤（Explain）84版圖驗證工具DIVA 85版圖驗證工具DIVAvExtractor86版圖驗證工具DIVAvExtractor 功能q提取器件和互聯(lián)信息用于 ERC 或 LVSq提取網(wǎng)表q提取有寄生參數(shù)的版圖網(wǎng)表用于模擬v提取層次qFlatqHierarchicalqMicro87版圖驗證工具DIVAqExtractor 界面88版圖驗證工具DIVA 89版圖驗證工具DIVAvLVS90版圖驗證工具DIVA LVS91版圖驗證工具

22、DIVA LVS Check92版圖驗證工具DraculavDracula （吸血鬼）是吸血鬼）是 Cadence 的一個的一個獨立的版圖驗證工具，它采用批處理的獨立的版圖驗證工具，它采用批處理的工作方式。工作方式。Dracula 功能強大，目前被認功能強大，目前被認為布局驗證的標準，幾乎全世界所有的為布局驗證的標準，幾乎全世界所有的 IC 公司都拿它作公司都拿它作 sigh-off 的憑據(jù)。特別的憑據(jù)。特別是對整個芯片版圖的最后驗證，一定要是對整個芯片版圖的最后驗證，一定要交由交由 Dracula 處理。處理。 93版圖驗證工具DraculavBasics of Dracula Verica

23、tion 版圖驗證與工藝相關-需要工藝信息數(shù)據(jù)庫 版圖驗證輸入-版圖數(shù)據(jù)(GDSII格式);網(wǎng)表信息(用于LVS);工藝相關信息 驗證方式-Incremental VS Full chip Hierarchical VS Flatten Online VS offline94版圖驗證工具DraculavDracula 主要功能: 1設計規(guī)則檢查設計規(guī)則檢查DRC *2電氣規(guī)則檢查電氣規(guī)則檢查ERC3版圖版圖&原理圖一致性檢查原理圖一致性檢查LVS *4版圖參數(shù)提取版圖參數(shù)提取LPE5寄生電阻提取寄生電阻提取PRE95版圖驗證工具DraculavDracula 的處理流程96版圖驗證工具

24、DraculavHow to Use Dracula Tool 創(chuàng)建/獲取命令文件; 填充設計數(shù)據(jù)信息; 編譯命令文件; 提交執(zhí)行文件; 查詢驗證結果報表并修改錯誤;97版圖驗證工具Draculav版圖GDSII 格式轉換 WHY：Dracula 處理對象是GDSII文件操作步驟：執(zhí)行：CIWFileExportStream彈出如下窗口：98版圖驗證工具Dracula 運行目錄輸出文件名What is this?99版圖驗證工具Dracula It is this,the two units should be consistent!These two items should be chan

25、ged according to your design100版圖驗證工具Dracula 101Dracula-DRCv Function of DRC 檢查布局設計與制程規(guī)則的一致性; 基本設計規(guī)則包括各層width,spcing及不同層之間的spcing,enclosure等關系; 設計規(guī)則的規(guī)定是基于process variation, equipment limitation,circuit reliability; 特殊情況下,設計規(guī)則允許有部分彈性;102Dracula-DRCFind DRC Errors with InQuery103Dracula-DRCDracula DRC

26、 驗證步驟：把版圖的把版圖的GDII文件導出到含有文件導出到含有DRC規(guī)則文件規(guī)則文件的目錄（的目錄（run directoryrun directory）下；下；更改更改DRCDRC文件中的文件中的INDISKINDISK和和PRIMARYPRIMARY值；值；在在xterm中，進入含中，進入含DRC規(guī)則文件的運行目規(guī)則文件的運行目錄下，依次輸入如下命令：錄下，依次輸入如下命令： % PDRACULA %:/get DRC文件名文件名 %:/fi1. % 104Dracula-DRC打開待檢驗單元的版圖視圖，在工作窗口選打開待檢驗單元的版圖視圖，在工作窗口選擇擇ToolsDracula Interface （對于（對于4.45以下以下版本，選擇版本，選擇Tools-InQuery），），工具菜單里工具菜單里多出多出DRC、LVS等項。等項。 105Dracula-DRC選擇選擇DRC-setup，彈出如下圖所示對話框，彈出如下圖所示對話框，在在Run Directory欄中填入運行欄中填入運行DRC的路徑后，的路徑后，點點OK，