模擬集成電路設計流程ppt課件

1、Spectre/Virtuoso/Calibre 工具運用引見模擬集成電路的設計流程1.交互式電路圖輸入2.電路仿真spectre3.幅員設計 virtuoso4.幅員的驗證DRC LVS calibre5.寄生參數(shù)提取calibre6.后仿真 spectre7.流片gdsii全定制Cadence中Spectre的模擬仿真1、進入Cadence軟件包 2、建立可進展SPECTRE模擬的單元文件 3、編輯可進展SPECTRE模擬的單元文件 4、模擬仿真的設置(重點) 5、模擬仿真結果的顯示以及處置 6、分模塊模擬(建立子模塊) 7、運算放大器仿真實例一、進入Cadence軟件包登陸到效力器上后，

2、進入adelibic5這個文件夾假設沒有這個文件夾，按照vlsi課件實驗1自行拷貝在命令行輸入source /eva02/dept23/uwb03/.cshrc.ic23icfb&紅色界面的IC5141窗口出現(xiàn)，之后ciw彈出來二、建立可進展SPECTRE模擬的單元文件主窗口分為信息窗口CIW、命令行以及主菜單。信息窗口會給出一些系統(tǒng)信息如出錯信息，程序運轉情況等。在命令行中可以輸入某些命令。主菜單包括：1、File菜單 2、Tools菜單 3、Options菜單設計環(huán)境設置工藝庫任務站目錄/eva02/ic/BA083006/smic18/關聯(lián)工藝庫的方法在cds.lib中參與如下語句用Vi

3、或Gvim編輯器INCLUDE /eva02/ic/BA083006/smic18/cds.lib工藝模型文件目錄/eva02/ic/BA083006/smic18/models/spectre這個目錄下有如下文件其中ms018_v1p7*是普通器件模型文件，ms018_rf_v1p6*是RF器件模型文件，我們實驗只用到普通器件，因此只需求前者，電路仿真時Spectre會自動加載這幾個文件相關工藝參數(shù)可以在ms018_v1p7_spe.mdl文件中查到：N18：Tox=3.87n (可由此算出Cox) vth0=0.39(無襯偏效應) u0=34mP18：Tox=3.74nVth0=-0.40

4、2u0=8.6mlambda的選取可以參照razavi書上的lambda與L成反比，其中L0.5um時 lambdaN0.1,lmabdaP=0.2模型中各工藝參數(shù)定義可參考bsimset.pdf文件。建立新庫、新單元以及新視圖在CIW中，F(xiàn)ile-New-Library，在彈出的“New Library窗口，Name欄中：mylib選中右下方：Attach to an existing techfile點擊OK，之后彈出圖2，選smic18mmrf，點擊ok查看CIW窗口：Tools-Library Manager，在Library中應有mylib，單擊它。在Library Manager

5、窗口，F(xiàn)ile-New-Cellview，在彈出的“Create New File窗口Cell Name欄中，opamTool欄中，選Composer-SchematicOK ，彈出新的原理圖編輯窗口LibraryCellSchematicSymbolLayoutVerilogViewLibrary,Cell以及View的關系 1、library(庫)的位置相當于文件夾，它用來存放一整個設計的一切數(shù)據(jù)，包括子單元cell以及子單元cell中的多種視圖view。新建庫時留意選擇鏈接所用工藝pdk的techfile。 2、Cell單元可以是一個簡單的單元，像一個與非門，也可以是比較復雜的單元由sy

6、mbol搭建而成。 3、View那么包含多種類型，常用的有schemetic，symbol，layout，calibre等等 ,新建Cellview要留意選擇View的類型。添加元件實例instance 在彈出的“Virtuoso Schematic Editing:窗口中，左邊為工具欄，選instance 圖標或i單擊“Add instance窗口Library欄最右側Browser, 彈出“Library Browser-窗口，Library選smic18mmrf，Cell選n18, View選symbol在“Virtuoso Schematic Editing:窗口, 鼠標左鍵單擊一次，

7、間隔一定間隔再單擊一次，這樣就添加了2個n18元件，鍵撤銷本次操作ESC 按照如上方法添加所需求的NMOS與PMOS以及電阻元件以及pinmos管的主要參數(shù)multiplier 表示幾個管子并聯(lián)數(shù)Length 表示溝道長度 ，設計時我們按照長溝道設計L取值1umTotal Width 表示總的溝道寬度Finger Width 表示一個finger的寬度Fingers 表示finger的個數(shù)Total width finger witdth finger width設計時 盡量使mos管接近方形，而不是長條形編輯完成的電路圖一些快捷鍵 以下是一些常用的快捷鍵：i 添加元件，即翻開添加元件的窗口；

8、 減少兩倍； 擴展兩倍；w 連線細線；f 全圖顯示；p 查看元件屬性；m 整體挪動帶銜接關系；shift+m 挪動不帶銜接關系。生成symbol進入“Virtuoso Schematic Editing：mylib nand2 schematic窗口。Design - Create Cellview-From Cellview在Cellview From Cellview窗口，F(xiàn)rom View Name欄為：schematic，Tool / Data Type欄為Composer-Symbol。OK三 編輯測試環(huán)境新建1個cell稱號為：Opam_test在新的原理圖窗口中調用opam的sy

9、mbol添加鼓勵元件一切鼓勵元件都在Analoglib庫中，在這里用到了電源源vdc電流源idc正弦源vsin以及全局符號vdd，gnd如右圖所示四、模擬仿真的設置(重點)Composer-schamatic界面中的Tools Analog Environment項可以翻開Analog Design Environment 窗口，如右圖所示。Analog Design Simulation菜單引見Session菜單Schematic Window Save State Load State Options Reset Quit回到電路圖保管當前所設定的模擬所用到的各種參數(shù)加載曾經(jīng)保管的形狀一些

10、顯示選項的設置重置analog artist。相當于重新翻開一個模擬窗口退出Setup菜單Setup菜單Design Simulator/directory/host Temperature Model Library Environment選擇所要模擬的線路圖選擇模擬運用的模型普通有cdsSpice hspiceS spectre等 設置模擬時的溫度設置庫文件的途徑和仿真方式設置仿真的環(huán)境 后仿真時需設置Analyses菜單選擇模擬類型。Spectre的分析有很多種，如右圖，最根本的有tran瞬態(tài)分析dc直流分析ac交流分析。tran瞬態(tài)分析dc直流分析dc直流分析可以在直流條件下對temp

11、erature，Design Variable，Component Parameter，Model Parameter進展掃描仿真舉例:對溫度的掃描丈量溫度系數(shù)電路隨電源電壓變化的變化曲線等ac交流分析ac交流分析是分析電路性能隨著運轉頻率變化而變化的仿真。既可以對頻率進展掃描也可以在某個頻率下進展對其它變量的掃描。其它有關的菜單項 Outputs/Setup 當然我們需求輸出的有時不僅僅是電流、電壓，還有一些更高級的。比如說：帶寬、增益等需求計算的值，這時我們可以在Outputs/setup中設定其稱號和表達式。在運轉模擬之后，這些輸出將會很直觀的顯示出來。 需求留意的是：表達式普通都是經(jīng)過

12、計算器caculator輸入的。Cadance自帶的計算器功能強大，除了輸入一些普通表達式以外，還自帶有一些特殊表達式，如bandwidth、average等等。 Calculator的運用Calculator是一個重要的數(shù)據(jù)處置工具，可以用來仿真電源抑制比，相位裕度，共模抑制比其它有關的菜單項Results菜單模擬結果的顯示以及處置在模擬有了結果之后，假設設定的output有plot屬性的話，系統(tǒng)會自動調出waveform窗口，并顯示outputs的波形，如左圖運放直流任務點仿真DC分析放大器的正常任務需求一定的直流偏置在交流ac，tran仿真之前，必需保證運放要有適宜的靜態(tài)任務點靜態(tài)任務點

13、的設置需求手工計算與仿真迭代交互進展構成放大器的每一個管子都處在飽和區(qū)，是運放存在一個良好任務點的前提條件運放小信號仿真例如電源電壓Vdc=1.8V；交流信號源acm=1 V；負載電容Cload=5p F；采用Spectre分析方式，選擇交流分析ac，設置如下： Sweep Variable： Frequency Sweep Range ：1 Hz100M Hz仿真完成后，點擊 Result - Direct Plot - AC Gain&Phase 查看運放的幅頻特性和相頻特性 仿真結果該運放直流增益為80.9dB，單位增益帶寬為82M Hz，相位裕度為67.32deg。工藝角與溫度上面運放

14、的仿真真實tt典型27度下的仿真，但實踐的工藝不一定是tt，運用溫度也不一定是室溫27度，所以要進展工藝角仿真仿真不能夠覆蓋一切的工藝偏向與溫度，所以需求選取一些典型值去驗證溫度： 20 ，27， 105 3種工藝偏向 ： tt ss ff fnsp fpsn 5種仿真要跑通這15種情況才干進展后端設計幅員設計翻開運放中心電路圖單擊 Tools-Design Synthesis-Layout XL選擇creat new ，可以彈出幅員編輯窗口在幅員編輯窗口，單擊 Design-Gen from source 之后點擊ok，出現(xiàn)電路用到的一切smic18mmrf庫中元件此時元件是無任何銜接關系的幅員設計幅員設計要點幅員設計要按照一定的設計規(guī)那么與電氣規(guī)那么進展 ，這些規(guī)那么文件可以在smic提供的pdkprocess design kit中查找到，最小線寬，最小間距，最小包圍，最小覆蓋。僅僅滿足設計規(guī)那么的走線，不是最正確的走線方式。在滿足設計規(guī)那么的前提下，要保證每條金屬走線可以接受相應的電流密度防止由于老化而產(chǎn)生的電遷移景象，通常情況下為1um 可以接受1mA的電流對于差分電路，要充分思索幅員的對稱性與匹配幅員設計要點對于低頻模擬電路而言，寄生電阻是影響其性能的主要要素，銜接