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1、集成電路版圖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告班級(jí):微電子1302班學(xué) 號(hào):1306090226姓名:至i艮日期:2016年1月10日一:實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜C設(shè)計(jì)軟件Cadence Layout Editor 的使用方法,掌握集成電路原理 圖設(shè)計(jì),原理圖仿真以及版圖設(shè)計(jì)的流程方法以及技巧。二:實(shí)驗(yàn)內(nèi)容I.Linux常用命令及其經(jīng)典文本編輯器 vi的使用:了解Linux操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。:熟練操作如何登錄、退出以及關(guān)機(jī)。:學(xué)習(xí)Linux常用的軟件以及目錄命令。:熟悉經(jīng)典編輯器vi的基本常用操作。.CMO或相器的設(shè)計(jì)和分析:進(jìn)行cmos反相器的原理圖設(shè)計(jì)。:進(jìn)行cmos反相器的原理圖仿真。:進(jìn)行cmos反相器的版圖設(shè)計(jì)。.
2、CMOST非門(mén)的設(shè)計(jì)和分析:進(jìn)行cmos與非門(mén)的原理圖設(shè)計(jì)。:進(jìn)行cmos與非門(mén)的原理圖仿真。:進(jìn)行cmos與非門(mén)的版圖設(shè)計(jì).CMOS Dt蟲(chóng)發(fā)器的設(shè)計(jì)和分析:進(jìn)行cmosDtt發(fā)器的原理圖設(shè)計(jì)。:進(jìn)行cmosDft蟲(chóng)發(fā)器的原理圖仿真。:進(jìn)行cmosD發(fā)器的版圖設(shè)計(jì)。.對(duì)以上的學(xué)習(xí)進(jìn)行總結(jié):總結(jié)收獲學(xué)習(xí)到的東西。:總結(jié)存在的不足之處。:展望集成電路版圖設(shè)計(jì)的未來(lái)。三:實(shí)驗(yàn)步驟(CMO袤相器).CMO或相器原理圖設(shè)計(jì)內(nèi)容:首先建立自己的Library ,建立一個(gè)原理圖的cell ,其次進(jìn)行原理圖 通過(guò)調(diào)用庫(kù)里面的器件來(lái)繪制原理圖,然后進(jìn)行檢錯(cuò)及修正,具體操作如下:在Terminal視窗下鍵入ic
3、fb ,打開(kāi)CIWTooLibrary Manager ;File -Nevw Library ;在name填上Library 名稱(chēng);選擇 Compile a new techfile;鍵入/0.6um.tf ;File f Ne2 Cell view,在 cell name鍵入 inv , tool 選擇 schematic ,單擊 OK點(diǎn)擊Schematic視窗上的指令集 AdcHInstance ,出現(xiàn)Add Instance 視窗;通過(guò)Browse analogLib 庫(kù)將要用到的元件添加進(jìn)來(lái);快捷鍵W進(jìn)行元器件之間的連接;快捷鍵P根據(jù)input和output進(jìn)行引腳的添加并連接;點(diǎn)擊
4、各個(gè)元器件快捷鍵q對(duì)相關(guān)的信息進(jìn)行標(biāo)注,如model name width , length ;DesignfCheck and Save,若有錯(cuò)誤則原理圖上相應(yīng)部分會(huì)閃動(dòng),選才C Checkf Find Marker查看錯(cuò)誤的原因;DesignfCreate cellview fFrom cellview 產(chǎn)生反相器;點(diǎn)擊【artName快捷鍵q出現(xiàn)屬性窗口,根據(jù)特性改成相應(yīng)名字;用add/shape來(lái)修飾symbol進(jìn)行外觀的修飾;查錯(cuò)并保存。.CMOS相器原理圖仿真在 schematic view 窗口 中選擇 tools fanalog environment點(diǎn)擊setupfsimul
5、ator/Director/Host來(lái)選擇仿真工具,一般采用默認(rèn)即可;點(diǎn)擊setupfmodel path來(lái)指定所選的模型;添加輸入端信號(hào);單擊Analysis fChoose選擇分析類(lèi)型以及仿真時(shí)間;添加需要測(cè)定的引腳;生成網(wǎng)表并仿真;保存仿真文件;.CMOS相器版圖設(shè)計(jì)首先建立自己的文件夾并導(dǎo)入庫(kù)文件,運(yùn)行 Cadence在其中建立自己的工藝庫(kù)、設(shè)計(jì)庫(kù)和版圖庫(kù),再用自己的庫(kù)打開(kāi)畫(huà)版圖的界 面。步驟:PSUB NWELLACTIV臥 POLY4NIMD PIM2 CONTACTMETAL1四:實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見(jiàn)附圖)五.實(shí)驗(yàn)心得設(shè)計(jì)方法、技巧以及要注意的問(wèn)題1、連接電路圖時(shí),需要注意節(jié)點(diǎn)的處理,不
6、能有兩條線同時(shí)連到一個(gè)節(jié)點(diǎn) 上,否則在Check時(shí)會(huì)提示錯(cuò)誤,例如“ vdc”的所有“一”極要接地, 就不能把這些連線全部都連接到“ gnd”的一個(gè)點(diǎn)上,應(yīng)該把它們?nèi)糠?開(kāi)。2、同樣的,繪制版圖時(shí)候,對(duì)管子的排版要做到心中有數(shù),既不能太分散, 也不能過(guò)于緊湊,太分散的話,整個(gè)圖面看起來(lái)就太空曠,太緊湊的話, DRC的時(shí)候容易產(chǎn)生太多的白色交叉線,事后調(diào)整排版,就又得花費(fèi)不 必要的時(shí)間了。3、版圖繪制的過(guò)程中,要盡量避免不同材料之間的交叉重疊,過(guò)多的重疊 就太影響美觀,當(dāng)然,避無(wú)可避的時(shí)候,要靈活的進(jìn)行排版,注意控制 交叉材料的長(zhǎng)度與寬度,總之,我們的版圖一定要盡可能漂亮??偨Y(jié)掌握cadenc
7、e的使用,的確花費(fèi)了我好長(zhǎng)的時(shí)間,為了這個(gè)實(shí)驗(yàn),我仔仔細(xì)細(xì)的看了 cadence使用手冊(cè),但是我發(fā)現(xiàn)按照使用手冊(cè)的操作,有些步 驟不能夠順利進(jìn)行下去,所以我在網(wǎng)上下載了好多關(guān)于版圖設(shè)計(jì)的課件、 cadence使用介紹,也在實(shí)驗(yàn)室學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們的指導(dǎo)下,最終完成了一個(gè)很簡(jiǎn) 單的異或門(mén)實(shí)驗(yàn)。電路圖的連接需要我很仔細(xì)很仔細(xì),哪一根線對(duì)應(yīng)哪一個(gè)管子,節(jié)點(diǎn)之 間的處理,不容一點(diǎn)疏忽,同樣,版圖繪制中,接觸孔的設(shè)置,相同材料的 銜接,接觸孔的完全覆蓋,阱與高低電平之間的連接,都是注意點(diǎn)。每個(gè)PMOS管的襯底接電源,每個(gè) NMOS的襯底接地,否則 CHECK 結(jié)果中會(huì)有 Warning。定義各個(gè)端口信號(hào)時(shí),要盡
8、可能的把相同端口連接到一起,盡可能少做 一些“Pin”,例如這里我做的雖然有 8根MOS管,但是輸入信號(hào)僅僅是兩 個(gè),我就沒(méi)必要把每一根管子都定義輸入信號(hào),兩個(gè)“ Pin”就足以了,太多 的話,就需要給每一根管子都加脈沖電平(vpulse),這樣就太混亂了。每個(gè)PMOS管的襯底接電源,每個(gè) NMOS的襯底接地,否則CHECK結(jié)果 中會(huì)有Warning。在學(xué)習(xí)和使用cedence的過(guò)程中,不僅讓我們初步體會(huì)到了版圖設(shè)計(jì)的 基本過(guò)程,同時(shí)也讓我們體會(huì)到版圖設(shè)計(jì)的艱辛。驗(yàn)證時(shí)出現(xiàn)的一系列的錯(cuò) 誤擺在面前時(shí),尤其是DRC驗(yàn)證過(guò)程中一次次出現(xiàn)的大片 errors,我曾經(jīng)覺(jué) 得很失望,但是我沒(méi)有放棄驗(yàn)證,
9、從每一步耐心的檢驗(yàn)錯(cuò)誤,最終得到成功, 那種喜悅的心情更加令人難忘??偠灾@個(gè)過(guò)程讓我收獲了許多。 發(fā)展趨勢(shì):在集成電路(IC)發(fā)展初期,電路設(shè)計(jì)經(jīng)歷了從器件的物理版圖設(shè)計(jì)到集成 電路單元庫(kù)的出現(xiàn),使得集成電路設(shè)計(jì)從器件級(jí)進(jìn)入邏輯級(jí), 這種設(shè)計(jì)思想使得 諸多電路和邏輯設(shè)計(jì)師能夠直接參與集成電路設(shè)計(jì),極大地推動(dòng)了IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。盡管IC的速度高、功耗小,但由于 PCBfe中IC芯片之間的連線延時(shí)、PCB 板可靠性以及重量等因素的限制,整機(jī)系統(tǒng)的性能受到了極大地限制。目前隨 著微電子制造技術(shù)的發(fā)展,21世紀(jì)的微電子技術(shù)將從目前的 4G時(shí)代逐步向3T 時(shí)代邁進(jìn)。正是在需求牽引和技術(shù)推動(dòng)的作用下,
10、出現(xiàn)了將整個(gè)系統(tǒng)集成在一個(gè)或幾個(gè) 微電子芯片上的集成系統(tǒng)(IS)或系統(tǒng)芯片(SOC概念。從分立元器件到集成 電路,再由集成電路過(guò)渡到系統(tǒng)集成。它不僅是技術(shù)的革新,同時(shí)也是時(shí)代的進(jìn) 步。它對(duì)微電子技術(shù)的推動(dòng)作用將不亞于自 20世紀(jì)50年代末快速發(fā)展起來(lái)的集 成電路技術(shù)。微電子技術(shù)從IC向IS轉(zhuǎn)變不僅是一種概念上的突破,是信息技術(shù) 發(fā)展的必然結(jié)果,它必將導(dǎo)致又一次以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)革命,21世紀(jì)的今天將是IS技術(shù)真正快速發(fā)展的時(shí)代。鑒于集成電路IS技術(shù)的發(fā)展,隨著技術(shù)水平的不斷提高版圖設(shè)計(jì)也在不斷 升級(jí)。由一開(kāi)始的手工繪制、檢測(cè)到人工平臺(tái)繪制、檢測(cè)再到智能平臺(tái)繪制、 DRC/LVS?能檢測(cè)。而在剛剛結(jié)束的版圖設(shè)計(jì)課中,老師告訴我們現(xiàn)在制作版圖 的公司都有自己的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù),從基本的 Cell、MO卸元到反相器、定時(shí)器、力口 法器的基本器件版圖都囊括其中,很多簡(jiǎn)單集成電路版圖都不用設(shè)計(jì)人員親自動(dòng) 手畫(huà),直接從自己的單元庫(kù)中調(diào)用就行,當(dāng)然各公司標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)的規(guī)模不一樣, 規(guī)模較大、體系較完善的公司其標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)就越豐富,涵蓋的標(biāo)準(zhǔn)單元也
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