IC設(shè)計工具原理講義

1、12第一章 IC設(shè)計基礎(chǔ) 集成電路設(shè)計就是根據(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)計規(guī)則的情況下，盡量減小芯片面積，降低設(shè)計成本，縮短設(shè)計周期以保全全局優(yōu)化，設(shè)計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。3IC設(shè)計基礎(chǔ) 集成電路制造過程示意圖：4IC設(shè)計基礎(chǔ) 集成電路設(shè)計域主要包括三個方面： 行為設(shè)計（集成電路的功能設(shè)計） 結(jié)構(gòu)設(shè)計（邏輯和電路設(shè)計） 物理設(shè)計（光刻掩模版的幾何特性和物 理特性的具體實現(xiàn)）5IC設(shè)計基礎(chǔ) IC設(shè)計流程：6IC設(shè)計基礎(chǔ) 典型的實際分層次設(shè)計流程：7IC設(shè)計基礎(chǔ) 分層次設(shè)計流程主要適用于

2、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計，模擬IC設(shè)計基本上是手工設(shè)計。 即便是數(shù)字IC設(shè)計，也需要較多的人工干預(yù)。8IC設(shè)計基礎(chǔ) IC設(shè)計方法（1）全定制設(shè)計（2）半定制設(shè)計 通道門陣列法 門海法（3）定制設(shè)計 標(biāo)準(zhǔn)單元法 通用單元法9第二章 EDA概述 電子設(shè)計自動化（EDA：Electronic Design Automation）就是利用計算機作為工作平臺進行電子自動化設(shè)計的一項技術(shù)。 涵蓋內(nèi)容：系統(tǒng)設(shè)計與仿真，電路設(shè)計與仿真，印制電路板設(shè)計與校正，集成電路版圖設(shè)計數(shù)?；旌显O(shè)計，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，軟硬件系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計，系統(tǒng)芯片設(shè)計，可編程邏輯器件和可編程系統(tǒng)芯片設(shè)計，專用集成電路設(shè)計等 10EDA概述 EDA發(fā)展概況

3、：（1）20世紀(jì)60、70年代出現(xiàn)計算機輔助設(shè)計（CAD）（2）隨后出現(xiàn)CAE、CAM、CAT、CAQ。（3）20世紀(jì)80年代，初級的具有自動化功能的EDA出現(xiàn)。（4）20世紀(jì)90年代，EDA技術(shù)滲透到電子設(shè)計和集成電路設(shè)計各個領(lǐng)域，形成了區(qū)別于傳統(tǒng)設(shè)計的整套設(shè)計思想和方法。（5）當(dāng)前，深亞微米工藝和SoC設(shè)計對EDA技術(shù)提出更高更苛刻的要求。11EDA概述 EDA應(yīng)用于三方面： 印制電路板的設(shè)計（PCB） 可編程數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計（CPLD、 FPGA、SOPC） IC設(shè)計（ASIC, Soc）12 EDA概述 IC設(shè)計工具按其用途分類：設(shè)計工具按其用途分類：（1）設(shè)計輸入與仿真工具 （Caden

4、ce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)計和驗證工具（Cadence公司的Virtuoso Layout Editor，Synopsys公司的ComsSE ,Tanner公司的 L-edit）（5）模擬電路編輯與仿真（Synops

5、ys公司的HSpice ，Cadence公司的Spectre Simulator ,Tanner公司的S-edit）13EDA概述 EDA主要供應(yīng)商：主要供應(yīng)商：14EDA概述 EDA業(yè)界三強： Cadence，強項為IC版圖設(shè)計和PCB設(shè)計 Synopsys，強項為邏輯綜合 Mentor Graphics，強項為PCB設(shè)計和深 亞微米IC設(shè)計驗證和測試15EDA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)計與仿真、信號處理、電路設(shè)計與仿真、PCB設(shè)計與分析

6、、FPGA及ASIC設(shè)計以及深亞微米IC設(shè)計等。16EDA概述 Cadence 全定制IC設(shè)計工具 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18vTerms and Definition

7、s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(shè)計輸入icdssicde 加數(shù)字設(shè)計環(huán)境icmsm前端模擬、混合、微波設(shè)計iccaxl前端設(shè)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(shè)計（具有交互 DRC 功能）layoutPlusm基本版圖設(shè)計（具有自動化設(shè)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(shè)計msfbl混合型號IC設(shè)計icfbxl

8、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(biāo)按鈕提示24第四章 模擬IC設(shè)計環(huán)境ADE25Schematic Composor26Schematic Composor27Schematic Composor 新建一個新建一個Cellview In the CIW or Library Manager,select File-New-Cellview28Schematic Composor 添加器件添加器件 Select Add-instance to display the Ad

9、d Instance form29Schematic 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 name30Schematic Composor 添加管腳添加管腳 Select Add-pin or press p 每一個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

10、Symbol pins Offsheet pins31Schematic Composor 添加激勵源添加激勵源 Source and ground cells are in the analoglib library.32Analog Simulation 模擬仿真流程：33Analog Simulation 啟動仿真環(huán)境啟動仿真環(huán)境 Select Tools-Analog Environment from the schematic menu banner,or select Tools-Analog Environment Simulation from the CIW34Analog

11、Simulation 設(shè)置仿真器設(shè)置仿真器 Select Simulator/Directory/Host35Analog 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 Libraries36Analog Simulation 設(shè)置設(shè)計變量設(shè)置設(shè)計變量 Select Variables-Edit or click the Edit Variables icon37Analog Simulation 設(shè)置仿真類型設(shè)置仿真類型 Select Analyses-Choos

12、e or click the Choose Anayses icon38Analog Simulation 選擇信號輸出選擇信號輸出 Select :Output-To Be Plotted-Select On Schematic39Analog Simulation 提取網(wǎng)表提取網(wǎng)表40Analog Simulation 運行仿真運行仿真 Select Simulation-Run or Select the Run icon on the right side of the simulation window41Simulation Results Display Tools 波形顯示工具

13、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 Display42Simulation 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 Wavescan43Simulati