實(shí)驗(yàn)一Virtuoso原理圖和圖標(biāo)編輯器的基本使用

1、 實(shí)驗(yàn)一 Virtuoso原理圖和圖標(biāo)編輯器的基本使用目錄1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.創(chuàng)建一個(gè)新的自定義單元庫3.使用 Cadence Virtuoso 原理圖編輯器構(gòu)建一個(gè)反相器4.創(chuàng)建一個(gè)自定義元器件圖標(biāo)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)采用AMI06工藝設(shè)計(jì)一個(gè)反相器，以此使學(xué)生達(dá)到熟悉 Cadence Virtuoso 原理圖和圖標(biāo)編輯器使用，記住常用熱鍵組合以與掌握與特定工藝庫關(guān)聯(lián)之目的。 2.創(chuàng)建一個(gè)新的自定義單元庫啟動 Cadence,調(diào)用 CIW（Command Interpreter Window）首先啟動計(jì)算機(jī)，在用戶名處鍵入 cdsusr, 密碼處鍵入123456，進(jìn)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(gè)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(xué)號和本人名字拼音等）。進(jìn)入Linux桌面，單擊鼠標(biāo)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(gè)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(diǎn)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(diǎn)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(gè)新庫取名為IClab1。見圖5。 圖5. 創(chuàng)建一個(gè)自定義元件庫點(diǎn)擊OK彈出關(guān)聯(lián)工藝庫對話框（圖6），選擇Attach to an existing techfile。圖6. 選擇關(guān)聯(lián)工藝庫的操作不同的工藝庫對應(yīng)不同的MOS器件模型，在對原理圖進(jìn)行仿真時(shí)需要選擇相應(yīng)工藝庫中的模型，這樣得到的結(jié)果更接近實(shí)際情況。NCSU提供的

4、CDK一共包含有9個(gè)工藝庫，其中MOSIS_layout_Test庫顯示在最上端。點(diǎn)擊OK彈出選擇特定工藝庫對話窗口，對本實(shí)驗(yàn)，選擇NCSU_TechLib_ami06庫。圖7. 關(guān)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(rèn)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(diǎn)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(guān)聯(lián)了特定的工藝庫，可在Library Manager窗口中鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)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(guān)聯(lián)了哪個(gè)工藝庫。圖10. 元件庫屬性編輯器上圖正確顯示了本次實(shí)驗(yàn)需要關(guān)聯(lián)的工藝庫。若不正確而需要重新關(guān)聯(lián)這個(gè)工藝庫時(shí)，并不需要重新創(chuàng)建自定義元件庫，而可在CIW窗口中進(jìn)行操作，鼠標(biāo)點(diǎn)擊Tools->Technology File Manager.彈出

6、窗口（圖11）：圖11. 重新關(guān)聯(lián)工藝庫的方法點(diǎn)擊Attach.彈出對話框如圖12所示即可重新關(guān)聯(lián)工藝庫了。圖12. 重新關(guān)聯(lián)工藝庫3.使用 Cadence Virtuoso 原理圖編輯器構(gòu)建一個(gè)反相器你需要在此編輯器中進(jìn)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(dāng)然你也可進(jìn)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(gòu)建一個(gè)反相器需要一個(gè)PMOS管和一個(gè)NMOS管，鼠標(biāo)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(diǎn)擊列出欄目中的N_Transistors或P_Transistors即可選擇其中的器件，先點(diǎn)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(biāo)到原理圖編輯器中，nmos器件將顯示在鼠標(biāo)光標(biāo)處，選擇一個(gè)合適的位置（中間稍微偏下方）按鼠標(biāo)左鍵放置nmos器件。對于pmos器件，先點(diǎn)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(diǎn)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(guān)系符號，這些符號在Component Browse對話窗中的Supply_Nets分類欄目中，點(diǎn)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(jié)束放置元器件的命令。原理圖編輯器應(yīng)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(shè)計(jì)者的要求進(jìn)行更改。要改變值時(shí)，先點(diǎn)擊需要更改屬性值的器件圖標(biāo)，再點(diǎn)擊編輯器左側(cè)的屬性圖標(biāo)或按熱鍵Q，即可

9、打開Edit Object Properties對話窗口（圖18）。請注意這個(gè)width = 1.5u 只是個(gè)默認(rèn)值，需要根據(jù)要求進(jìn)行修改。圖18. 器件屬性值對話框移動窗口右側(cè)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(gè)屬性值是有相應(yīng)的最小值限制的，如上圖中帶陰影的兩項(xiàng)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(shè)計(jì)中，為了使反相器的各項(xiàng)性能指標(biāo)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(shí)驗(yàn)中將nmos器件的溝道寬度默認(rèn)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(diǎn)擊OK完成。接著就是將元器件按照反相器的工作原理進(jìn)行電氣連接，連線采用Wire(narrow)，點(diǎn)擊編輯器左側(cè)的Wire圖標(biāo)，分別移動鼠標(biāo)至各元器件連接點(diǎn)（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(diǎn)分別引出兩根線用來連接引腳，按Esc鍵退出連線。此時(shí)的編輯器應(yīng)顯示如圖19所示：圖19. 構(gòu)建中的反相器下一步點(diǎn)擊Add Pin圖標(biāo)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?yàn)檩斎牖蜉敵觯椿剀囨I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(shí)原理圖編輯器應(yīng)顯示如下：圖21. 一個(gè)完整的反相器電路圖點(diǎn)擊左側(cè)工具條上方的Check and Save圖標(biāo)或按f8鍵保存你的設(shè)計(jì)，若電路有錯誤或警告信息則會彈出一個(gè)窗口告訴你，詳細(xì)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(gè)自定義元器件圖標(biāo)剛設(shè)計(jì)的反相器就是一個(gè)新的元器件，下一步就是要為它創(chuàng)建一個(gè)圖標(biāo)，以便于在測試臺電路(Testbench)中調(diào)用它進(jìn)行電氣性能的

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

13、因圖標(biāo)大小可調(diào)整，在圖標(biāo)被其他電路調(diào)用時(shí)是不可見的。綠色線框表示圖標(biāo)的實(shí)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(diào)用時(shí)的名稱，點(diǎn)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(jìn)行編輯修改，上圖中為partName，表示其被調(diào)用時(shí)將自動命名為與cell name一樣，即被調(diào)用時(shí)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(jié)果。紅色的文本表示器件在其他電路中被調(diào)用時(shí)的編號，雖可被修改但請不要輕易改變其容，而應(yīng)將其移動到最靠近圖標(biāo)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(diào)用時(shí)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(biāo)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(diǎn)擊編輯器左側(cè)的abc添加label圖標(biāo)，或使用菜單Add->Label. 則會彈出 Add Symbol Label對話框，應(yīng)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(biāo)顯然是不合適的，反相器的外形整體應(yīng)該為一個(gè)三角形，且在輸出端頂點(diǎn)有一個(gè)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(diǎn)擊編輯器左側(cè)的delete圖標(biāo)即可。要畫一個(gè)三角形，先點(diǎn)擊編輯器左側(cè)的line圖標(biāo)，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(xiàng)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(biāo)左鍵點(diǎn)擊之處表示圓心，移動鼠標(biāo)可改變半徑，第二次單擊鼠標(biāo)左鍵畫圈。完成后的反相器圖標(biāo)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(biāo)最后要說明的是，若不小心刪除了紅色小方塊，因?yàn)樗淼氖莗in（管腳），此時(shí)需執(zhí)行菜單Add->Custom Pin，然后必須手工畫一個(gè)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(gè)紅色小方塊。另外還需要注意的一點(diǎn)就是應(yīng)將紅色的邊框調(diào)整到剛好框住綠色的形狀，以免占據(jù)不必要的空間。點(diǎn)擊save圖標(biāo)保存文件。本次實(shí)驗(yàn)結(jié)束。1. 若不給自己設(shè)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(fēng)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