IC版圖設(shè)計(jì)-第三章

第三章操作系統(tǒng)與Cadence軟件主要內(nèi)容一.UNIX操作系統(tǒng)二.Linux操作系統(tǒng)三.虛擬機(jī)四.Cadence軟件一.UNIX操作系統(tǒng)

Cadence軟件的主要運(yùn)行環(huán)境是UNIX操作系統(tǒng)。UNIX是一個(gè)分時(shí)、多用戶、多任務(wù)、具有網(wǎng)絡(luò)通信功能和可移植性強(qiáng)的操作系統(tǒng)。UNIX于1969年在Bell實(shí)驗(yàn)室誕生，今天的UNIX已廣泛移植在微型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、工作站、大型計(jì)算機(jī)和巨型計(jì)算機(jī)上，成為應(yīng)用最廣、影響最大的操作系統(tǒng)。UNIX具有多用戶、多任務(wù)、并行處理能力、管道、平安保護(hù)機(jī)制、功能強(qiáng)大Shell、強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)支持、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，其系統(tǒng)源代碼利用C語言寫成，可移植性強(qiáng)，可運(yùn)行在多種硬件平臺(tái)上。UNIX以其簡(jiǎn)潔高效和可移植性好等特性吸引了許多用戶開發(fā)者和公司的注意，到現(xiàn)在已形成多個(gè)流派，主要包括：1.SCOUNIX，主要運(yùn)行于PC兼容機(jī)；2.DigitalUNIX，主要運(yùn)行于DecAlpha機(jī)；3.Solaries，主要運(yùn)行于Sun小型機(jī)工作站；4.AIX，主要運(yùn)行于IBM機(jī)；5.HPUX，主要運(yùn)行于HP小型機(jī)工作站；6.Linux，可運(yùn)行于各種機(jī)器。一.UNIX操作系統(tǒng)

UNIX命令舉例解釋manmandate獲取命令的幫助信息datedate查看當(dāng)前日期calcal2012查看日歷bannerbanner“ABCD”顯示大字bcbc計(jì)算器passwdpasswd修改密碼whowho報(bào)告當(dāng)前登錄的用戶whoamiwhoami查看我是誰，即用戶名clearclear清除屏幕UNIX命令舉例解釋pwdpwd顯示當(dāng)前目錄cdcd/usr改變目錄cdcd/進(jìn)入根目錄mkdirmkdirabc創(chuàng)建目錄rmdirrmdirabc刪除空目錄rm-rm-rabc刪除目錄及其內(nèi)容lslsabcls-labc(文件長列表)ls-aabc(所有類型文件)ls-d*(不進(jìn)子目錄)顯示目錄內(nèi)容catcatfile1.c顯示文本文件內(nèi)容moremorefile1.c一次一屏顯示文本文件內(nèi)容cpcpfile1file2拷貝文件mvmvcall.testcall.list移動(dòng)(重命名)文件rmrmcall.list刪除文件二.LINUX操作系統(tǒng)

UNIX雖然是一個(gè)平安、穩(wěn)定且功能強(qiáng)大的操作系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行平臺(tái)要求很高，只能在工作站或小型機(jī)上才能發(fā)揮全部功能，并且價(jià)格昂貴，對(duì)普通用戶來說是可望而不可及的，這為后來Linux的崛起提供了時(shí)機(jī)。Linux是一套免費(fèi)使用和自由傳播的類UNIX操作系統(tǒng)，它主要用于基于Intelx86系列CPU的計(jì)算機(jī)上，其目的是建立不受任何商品化軟件的版權(quán)制約的、全世界都能自由使用的UNIX兼容產(chǎn)品。Linux以它的高效性和靈活性著稱。它能夠在個(gè)人計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)全部的UNIX特性，具有多任務(wù)、多用戶的能力。Linux之所以受到廣闊計(jì)算機(jī)愛好者的喜愛，主要原因有兩個(gè)，一是它屬于自由軟件，用戶不用支付任何費(fèi)用就可以獲得它和它的源代碼，并且可以根據(jù)自己的需要對(duì)它進(jìn)行必要的修改和無約束地繼續(xù)傳播。二是它具有UNIX的全部功能，任何使用UNIX操作系統(tǒng)或想要學(xué)習(xí)UNIX操作系統(tǒng)的人都可以從Linux中獲益。二.LINUX操作系統(tǒng)

Linux系統(tǒng)的主要特點(diǎn)包括：開放性：指系統(tǒng)遵循世界標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)；多用戶：指系統(tǒng)資源可以被不同用戶使用，每個(gè)用戶對(duì)自己的資源〔例如：文件、設(shè)備〕有特定的權(quán)限，互不影響；多任務(wù)：指計(jì)算機(jī)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)程序，而且各個(gè)程序的運(yùn)行互相獨(dú)立；良好的用戶界面：Linux向用戶提供了兩種界面：用戶界面和系統(tǒng)調(diào)用，Linux還為用戶提供了圖形用戶界面，它利用鼠標(biāo)、菜單、窗口、滾動(dòng)條等設(shè)施，給用戶呈現(xiàn)一個(gè)直觀、易操作、交互性強(qiáng)的友好的圖形化界面；設(shè)備獨(dú)立性：指操作系統(tǒng)把所有外部設(shè)備統(tǒng)一當(dāng)作成文件來看待，只要安裝它們的驅(qū)動(dòng)程序，任何用戶都可以象使用文件一樣操縱、使用這些設(shè)備，而不必知道它們的具體存在形式。二、LINUX操作系統(tǒng)

Linux是具有設(shè)備獨(dú)立性的操作系統(tǒng)，它的內(nèi)核具有高度適應(yīng)能力；豐富的網(wǎng)絡(luò)功能：完善的內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)是Linux一大特點(diǎn)；可靠的平安系統(tǒng)：Linux采取了許多平安技術(shù)措施，包括對(duì)讀、寫控制、帶保護(hù)的子系統(tǒng)、審計(jì)跟蹤、核心授權(quán)等，這為網(wǎng)絡(luò)多用戶環(huán)境中的用戶提供了必要的平安保障；良好的可移植性：是指將操作系統(tǒng)從一個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)使它仍然能按其自身的方式運(yùn)行的能力。Linux是一種可移植的操作系統(tǒng)，能夠在從微型計(jì)算機(jī)到大型計(jì)算機(jī)的任何環(huán)境中和任何平臺(tái)上運(yùn)行。三.虛擬機(jī)

在一臺(tái)電腦上安裝過多個(gè)操作系統(tǒng)的讀者都知道，為了在不同的操作系統(tǒng)之間進(jìn)行切換，就必須重新啟動(dòng)機(jī)器并重新選擇想要進(jìn)入的系統(tǒng)，即“多啟動(dòng)系統(tǒng)”。多啟動(dòng)系統(tǒng)之間的切換是一個(gè)比較麻煩的過程，而且造成了時(shí)間的浪費(fèi)。虛擬機(jī)是指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個(gè)完全隔離環(huán)境中的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過虛擬機(jī)軟件，你可以在一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)上模擬出一臺(tái)或多臺(tái)虛擬的計(jì)算機(jī)，這些虛擬機(jī)完全就像真正的計(jì)算機(jī)那樣進(jìn)行工作，例如可以安裝操作系統(tǒng)、安裝應(yīng)用程序、訪問網(wǎng)絡(luò)資源等等。對(duì)于你而言，它只是運(yùn)行在你物理計(jì)算機(jī)上的一個(gè)應(yīng)用程序，但是對(duì)于在虛擬機(jī)中運(yùn)行的應(yīng)用程序而言，它仿佛就是一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)。三.虛擬機(jī)

使用虛擬機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.可以安裝各種演示環(huán)境，便于做各種例子；2.保證主機(jī)的快速運(yùn)行，減少不必要的垃圾安裝程序，偶爾使用的程序或者測(cè)試用的程序可在虛擬機(jī)上運(yùn)行；3.防止每次重新安裝，不經(jīng)常使用而且要求保密比較好的軟件，可以單獨(dú)在一個(gè)虛擬環(huán)境下面運(yùn)行；4.想測(cè)試一下不熟悉的應(yīng)用程序，在虛擬機(jī)中隨便安裝和徹底刪除；5.體驗(yàn)不同版本的操作系統(tǒng)，如Linux、Mac等。終端虛擬化由于其帶來的維護(hù)費(fèi)用的大幅降低而受到追捧——如能降低占用空間，降低購置軟硬件設(shè)備的本錢，節(jié)省能源和更低的維護(hù)本錢。它比實(shí)際存在的終端設(shè)備更加具備性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，而且虛擬化技術(shù)能大幅提升系統(tǒng)的平安性。四.Cadence軟件

Cadence是一款功能強(qiáng)大的EDA軟件，可完成各種電子設(shè)計(jì)，包括ASIC、FPGA和PCB設(shè)計(jì)。Cadence軟件包含的工具有：(1)VerilogHDL仿真工具(2)電路設(shè)計(jì)工具Composer(3)電路模擬工具AnalogAritist(4)幅員設(shè)計(jì)工具VirtuosoLayoutEditor(5)幅員驗(yàn)證工具Dracula和Diva(6)自動(dòng)布局布線工具3.Cadence軟件的啟動(dòng)1)UNIX系統(tǒng)〔工作站〕①開機(jī)＝＞顯示:Pleaseenteryourname，輸入用戶名＝＞按＜Enter＞鍵＝＞顯示：Pleaseenteryourpassword，輸入密碼＝＞按＜Enter＞鍵。②按鼠標(biāo)右鍵，選Tools→Terminal，進(jìn)入Terminal窗。③在提示符后，輸入icfb&＝＞按＜Enter＞鍵＝＞出現(xiàn)CIW(CommandInterpreterWindow)。四.Cadence軟件

3.Cadence軟件的啟動(dòng)2)PC機(jī)①先進(jìn)入系統(tǒng)〔可能也需要輸入用戶名和密碼〕②進(jìn)入Terminal窗方法1：?jiǎn)螕羰髽?biāo)右鍵＝＞選NewTerminal方法2:點(diǎn)擊紅帽子符號(hào)＝＞上拉菜單，選SystemTools＝＞

Termimal③提示符后輸入icfb&＝＞按＜Enter＞鍵。3〕PC機(jī)上系統(tǒng)退出方法:點(diǎn)擊紅帽子符號(hào)＝＞上拉菜單，選LogOut→ShutDown→OKCadence軟件是按照庫〔Library〕、單元〔Cell〕和視圖〔View〕的層次實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的管理。庫文件是一組單元的集合，包含著各個(gè)單元的不同視圖。單元是構(gòu)造芯片或邏輯結(jié)構(gòu)的最低層次的結(jié)構(gòu)單元，例如反相器、運(yùn)放、正弦波發(fā)生器等。視圖位于單元層次下，包括電路圖〔Schematic〕、幅員〔Layout〕和符號(hào)〔Symbol〕等。在Cadence軟件里，庫文件包括設(shè)計(jì)庫和技術(shù)庫。設(shè)計(jì)庫是針對(duì)用戶而言的，不同的用戶可以有不同的設(shè)計(jì)庫；而技術(shù)庫是針對(duì)集成電路制造工藝而言的，不同特征尺寸工藝、不同芯片制造廠商的技術(shù)庫是不同的。為了能夠完成集成電路芯片制造，用戶的設(shè)計(jì)庫必須和某個(gè)工藝庫相關(guān)聯(lián)。Cadence系統(tǒng)啟動(dòng)1前端啟動(dòng)命令命令規(guī)模功能icdes基本數(shù)字模擬設(shè)計(jì)輸入icdssicde加數(shù)字設(shè)計(jì)環(huán)境icmsm前端模擬、混合、微波設(shè)計(jì)iccaxl前端設(shè)計(jì)加布局規(guī)劃2幅員工具啟動(dòng)命令命令規(guī)模功能layouts基本版圖設(shè)計(jì)（具有交互DRC功能）layoutPlusm基本版圖設(shè)計(jì)（具有自動(dòng)化設(shè)計(jì)工具和交互驗(yàn)證工具）3系統(tǒng)級(jí)啟動(dòng)命令命令規(guī)模功能swbsPcb設(shè)計(jì)msfbl混合型號(hào)IC設(shè)計(jì)icfbxl前端到后端大多數(shù)工具CMOS反相器電路圖

圖選擇新建庫文件CMOS反相器電路圖

圖新建庫文件對(duì)話框CMOS反相器電路圖

圖

選擇庫文件管理器CMOS反相器電路圖

圖

庫文件管理器對(duì)話框CMOS反相器電路圖

圖選擇新建單元CMOS反相器電路圖

圖新建單元對(duì)話框CMOS反相器電路圖

圖電路圖編輯窗CMOS反相器電路圖

圖電路編輯窗圖標(biāo)欄CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖AddInstance對(duì)話框CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖

選擇庫文件對(duì)話框在Sample庫和AnalogLib庫中包含MOS管符號(hào)。NMOS管：

PMOS管CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖CMOS反相器的器件圖CMOS反相器的連線CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖

添加引腳CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖編輯器件屬性CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖CMOS反相器的電路圖CMOS反相器電路圖

應(yīng)用實(shí)例：CMOS反相器的電路圖圖Composer中的連線節(jié)點(diǎn)幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么根據(jù)工藝水平和經(jīng)驗(yàn)積累，總結(jié)制定出的作為幅員設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循的一整套數(shù)據(jù)規(guī)那么稱為幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么。在正常的生產(chǎn)條件下，即使出現(xiàn)光刻套準(zhǔn)偏差、過腐蝕、硅片變形等工藝偏差情況，設(shè)計(jì)規(guī)那么仍然可以保證電路芯片的正常加工制作以及正常工作。設(shè)計(jì)規(guī)那么是由幾何限制條件和電學(xué)限制條件共同確定的幅員設(shè)計(jì)的幾何規(guī)定，這些規(guī)定是以掩膜版各層幾何圖形的寬度、間距及重疊量等最小容許值的形式出現(xiàn)的。幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么一般都包含以下四種規(guī)那么：(1)最小寬度；(2)最小間距；(3)最小包圍；(4)最小延伸。幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么(1)最小寬度金屬、多晶、有源區(qū)或阱的尺寸都必須大于或等于設(shè)計(jì)規(guī)那么中的最小寬度。該值由光刻和工藝水平?jīng)Q定。0.5um工藝幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么(2)最小間距在同一層掩?！卜鶈T〕上，圖形之間的間隔必須大于或等于設(shè)計(jì)規(guī)那么中的最小間距。幅員設(shè)計(jì)規(guī)那么(3)最小包圍例如，N阱、N+離子注入和P+離子注入包圍有源區(qū)應(yīng)該有足夠的余量，以確保即使出現(xiàn)光刻套準(zhǔn)偏差時(shí)，器件有源區(qū)始終在N阱、N+離子和P+離子注入?yún)^(qū)范圍內(nèi)。為了保證接觸孔位于多晶硅或有源區(qū)內(nèi)，應(yīng)使多晶硅或有源區(qū)和金屬對(duì)接觸孔四周要保持一定的覆蓋。(4)最小延伸某些圖形重疊于其他圖形之上時(shí)，不能僅僅到達(dá)邊緣為止，還應(yīng)該衍生到邊緣之外的一個(gè)最小長度。例如，多晶柵極必須延伸到有源區(qū)外一定長度。

(4)最小延伸

幅員編輯大師層選擇窗(LSW)的設(shè)置1.對(duì)LSW的說明層選擇窗(LSW)

CurrentdrawingorentrylayerEditmenuTechnologyfileInstbuttonPinbuttonAVandNVbuttonsASandNSbuttonsScrollbarLayers1)層符號(hào)——分三局部，①左表示層的顏色及圖案；②中為層名；③右表示層的用途。層的顏色及圖案層名層的用途2)AV和NV按鈕①AV設(shè)置各層都可視〔圖a)；②除輸入層外，NV設(shè)置其余各層不可視(層符號(hào)變灰)〔圖b〕；③擊鼠標(biāo)中鍵使各層在可視和不可視間轉(zhuǎn)換〔圖c〕；④層原為可視，點(diǎn)擊中鍵變?yōu)椴豢梢暎冱c(diǎn)擊又恢復(fù)可視〔圖d)；⑤鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊原不可視的層就變?yōu)榭梢?，且成為輸入層〔圖e〕。(a)(e)(d)(c)(b)2.對(duì)LSW的設(shè)置(1)設(shè)置層符號(hào)。①在LSW中，選擇Edit→SetValidLayers…＝＞SetValidLayer對(duì)話框。

表層符號(hào)名稱、縮寫語用途名稱縮寫用途Drawingdg繪圖Pinpn管腳Netnt連線LabelLl標(biāo)簽Toolt工具Warningwg警告Errorer錯(cuò)誤Boundaryby邊界Annotateae注釋②點(diǎn)擊層符號(hào)右邊的選擇開關(guān)，開關(guān)變黑，本層被選。③點(diǎn)擊Apply按鈕，層符號(hào)出現(xiàn)在LSW中。④點(diǎn)擊LSW的Edit→Save，＝＞Save對(duì)話框。⑤按Ok存盤。(2)設(shè)置層符號(hào)的顏色和圖案①在LSW中，選Edit→DisplayResourceEditor…，＝＞“DisplayResourceEditor”對(duì)話框。DisplayResourceEditor對(duì)話框

②設(shè)置層的填充類型〔Fillsytle〕、填充顏色〔Fillcolor〕、外框顏色〔OutlineColor〕、點(diǎn)畫〔Stipple〕和線型〔linesytle〕。③按Apply按鈕。④選File→Save…，＝＞“SaveDisplayResourceFile”框。⑤在Files區(qū)點(diǎn)擊左鍵，＝＞/root/display.drf,左鍵點(diǎn)擊，使它進(jìn)入Selection的文本框，點(diǎn)擊Ok關(guān)閉。⑥對(duì)話框報(bào)告root/display.drf文件已經(jīng)存在，按Yes鍵。建立顯示文件

按Yes鍵得到新的顯示文件

幅員編輯窗的設(shè)置幅員編輯窗1.圖標(biāo)欄〔IconMenu)

2.啟動(dòng)命令和取消命令的方法(1)啟動(dòng)命令①從幅員窗的菜單欄選命令。②點(diǎn)擊幅員窗的圖標(biāo)。③用快捷鍵。(2)取消命令①按＜Esc＞鍵。②點(diǎn)擊對(duì)話框中的Cancel。(3)命令的對(duì)話框有兩種對(duì)話框：1)標(biāo)準(zhǔn)框。啟動(dòng)命令時(shí)自動(dòng)出現(xiàn)。2)選項(xiàng)框。

3)顯示對(duì)話框的方法：①假設(shè)菜單命令后有三點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)框會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)；②使用命令時(shí)雙擊中鍵或按＜F3＞鍵。Move的選項(xiàng)對(duì)話框

使用Option菜單進(jìn)行幅員編輯窗設(shè)置1.顯示命令選命令Option→Display…＜e＞，＝＞“DisplayOptions”對(duì)話框。(1)DisplayControlsDisplayOptions對(duì)話框

(2)GridControls4個(gè)參數(shù)的缺省設(shè)置為1、5、0.5和0.5。對(duì)于1μm或者亞微米的設(shè)計(jì)規(guī)那么，可設(shè)置為0.1、0.5、0.01和0.01。2.編輯器選項(xiàng)選命令Option→layoutEditor…＜E＞,＝＞“l(fā)ayoutEditorOptions”對(duì)話框?？梢栽O(shè)置GravityControls〔引力控制〕、Conicsides〔圓環(huán)邊數(shù))…等。設(shè)置輸入層(1)鼠標(biāo)左鍵單擊LSW的層符號(hào)即為輸入層。(2)使用命令Edit→LayoutTap＜t＞。光標(biāo)點(diǎn)擊目標(biāo)圖形，目標(biāo)圖形所在層就變?yōu)檩斎雽印Ｆ聊伙@示畫圖區(qū)剛翻開的幅員窗，坐標(biāo)原點(diǎn)在屏幕中央?！?〕選命令window→Pan＜Tab＞，幅員窗和CIW都顯示：Pointatcenterofthedesireddisplay：〔希望顯示的中點(diǎn)〕用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊屏幕右上角某一點(diǎn)，該點(diǎn)立即移到屏幕中心，第一象限成為畫圖區(qū)?！?〕用鍵盤上方向鍵實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)軸移動(dòng)。建立幾何圖形1.矩形〔Rectangle〕1〕建立矩形命令：Create→Rectangle〔快捷鍵r〕。2〕選輸入層。3〕畫矩形。

(a)點(diǎn)擊左鍵(b)移動(dòng)鼠標(biāo)(c)點(diǎn)擊左鍵建立矩形(d)完成的矩形4〕按＜Esc＞鍵停止畫矩形命令。2.多邊形〔polygon〕〔1〕方法1①建立多邊形命令：Create→polygon〔快捷鍵P〕。②選輸入層。③畫多邊形。

(a)點(diǎn)擊第一點(diǎn)

(b)繼續(xù)點(diǎn)擊(c)雙擊或按＜Enter＞鍵使多邊形封閉(d)完成的多邊形〔2〕方法2Merge〔a〕矩形拼接或重疊形成多邊形〔b〕合并后的多邊形(3〕加圓弧①命令Create→polygon把多邊形某一邊畫成圓弧。②雙擊鼠標(biāo)中鍵或按＜F3＞鍵，＝＞reatePolygon選項(xiàng)框。③在框中點(diǎn)擊CreateArc按鈕。④在多邊形中畫圓弧。(a)點(diǎn)擊起點(diǎn)和終點(diǎn)(b)移動(dòng)光標(biāo)可看到圓弧(c)點(diǎn)擊建立圓弧

3.等寬線(path)

①建立等寬線命令Create→path，快捷鍵p。

②在LSW中點(diǎn)擊輸入層。

③雙擊鼠標(biāo)中鍵或按＜F3＞鍵＝＞Createpath對(duì)話框。④設(shè)置線寬度。

⑤畫等寬線。(a)每次點(diǎn)擊建立另一段，終點(diǎn)雙擊(b)完成的等寬線

4.圓錐曲線〔1〕圓〔circle)——命令：Create→conics→circle(a)點(diǎn)擊圓心(b)移動(dòng)鼠標(biāo)(c)在圓周上點(diǎn)擊畫圓(d)完成的圓

〔2〕橢圓〔Ellipse〕——命令：Create→conics→Ellipse點(diǎn)擊邊框第一角頂點(diǎn)c)點(diǎn)擊邊框?qū)琼旤c(diǎn)(d)完成的橢圓(b)移動(dòng)鼠標(biāo)〔3〕圓環(huán)〔Donut〕——命令：Create→conics→Donut

(a)點(diǎn)擊圓心(b)點(diǎn)擊內(nèi)圓周(c)點(diǎn)擊外圓周(d)完成的圓環(huán)

5.復(fù)制(Copy)——命令：Edit→copy，或者選取Copy圖標(biāo)。

6.其它命令(1〕合并命令Edit→Merge＜M＞選中圖形〔圖形高亮度〕，執(zhí)行合并命令。(2)切割命令Edit→Other→Chop＜C＞CMOS反相器的幅員1.建立技術(shù)庫

圖新建技術(shù)庫CMOS反相器的幅員1.建立技術(shù)庫

圖加載技術(shù)文件對(duì)話框CMOS反相器的幅員1.建立技術(shù)庫

圖加載技術(shù)文件成功CMOS反相器的幅員1.建立技術(shù)庫

圖選擇管理技術(shù)庫CMOS反相器的幅員1.建立技術(shù)庫

圖管理技術(shù)庫對(duì)話框CMOS反相器的幅員1.建立技術(shù)庫

圖技術(shù)庫與設(shè)計(jì)庫相關(guān)聯(lián)CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員圖選擇新建庫CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員圖新建視圖文件layoutCMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員圖Inverter單元CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員表CMOS反相器幅員圖層圖層名稱用途Nwell繪制N阱Active繪制有源區(qū)Poly1繪制多晶硅柵極PimpP+注入，制備PMOS晶體管或襯底接觸NimpN+注入，制備NMOS晶體管或N阱接觸Metal1金屬1，用于連線Contact接觸孔，連接金屬1與有源區(qū)或多晶硅CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟1.繪制MOS晶體管的有源區(qū)。在LSW窗口中選擇Active作為輸入層，選擇畫矩形命令，在幅員編輯窗內(nèi)的屏幕某處畫出一個(gè)矩形有源區(qū)，如圖〔a〕所示。步驟2.繪制多晶硅柵極。在LSW窗口中選擇Poly1作為輸入層，選擇畫矩形命令，在有源區(qū)中間畫出一個(gè)矩形多晶硅柵極，多晶柵極的兩端要延伸出有源區(qū)，如圖〔b〕所示。

〔a〕繪制有源區(qū)〔b〕繪制多晶硅柵極CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟3.繪制MOS晶體管源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔。繪制源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔時(shí)，需要根據(jù)源區(qū)和漏區(qū)面積的大小來設(shè)置接觸孔的數(shù)量，如果源區(qū)和漏區(qū)的面積足夠，應(yīng)盡量多設(shè)置接觸孔，這樣做一來可以減小接觸孔失效的可能性，二來還可以降低接觸電阻。在本例題中，源區(qū)和漏區(qū)分別設(shè)置兩個(gè)接觸孔，如圖3所示。

圖

繪制源區(qū)和漏區(qū)的接觸孔CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟4.繪制PMOS晶體管的Pimp。只畫出有源區(qū)并不能確定晶體管的類型，必須在有源區(qū)的外圍繪制P+注入，表示此區(qū)域內(nèi)為PMOS晶體管。在LSW窗口中選擇Pimp作為輸入層，選擇畫矩形命令，在有源區(qū)的外圍繪制Pimp矩形，如下圖.

圖

繪制P+注入CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟5.繪制N阱。對(duì)于P襯底N阱工藝來說，PMOS晶體管必須放置在N阱內(nèi)。在LSW窗口中選擇Nwell作為輸入層，選擇畫矩形命令，在Pimp的外圍繪制Nwell矩形，如圖3所示。繪制的N阱矩形應(yīng)該稍微大一些，為后續(xù)的N阱接觸留出空間。

圖

繪制N阱CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟6.繪制N阱接觸。對(duì)于P襯底N阱工藝來說，N阱就是PMOS晶體管的襯底，所以必須繪制N阱接觸，以便引出襯底電極。首先在LSW窗口中選擇Active作為輸入層，然后選擇畫矩形命令，在Pimp的外圍和Nwell的內(nèi)部，圍繞PMOS晶體管，在PMOS晶體管的左方、上方和右方，分別繪制有源區(qū)矩形，如圖〔a〕所示，然后在LSW窗口中選擇Nimp作為輸入層，選擇畫矩形命令，在剛剛繪制的有源區(qū)矩形的外圍繪制Nimp矩形，并使Nimp矩形包圍Active矩形，如圖〔b〕所示，最后在有源區(qū)內(nèi)放置接觸孔，如圖〔c〕所示。

CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員

〔a〕繪制有源區(qū)〔b〕繪制Nimp〔c〕放置接觸孔圖繪制N阱接觸CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟7.繪制NMOS晶體管。NMOS晶體管的圖形與PMOS晶體管的圖形相似，區(qū)別在于NMOS晶體管沒有N阱。把PMOS晶體管的圖形復(fù)制并修改成NMOS晶體管圖形可以省去很多重復(fù)性工作。首先選中除了N阱圖形之外的所有PMOS晶體管圖形，然后選擇復(fù)制命令，用鼠標(biāo)在選中的圖形上單擊一下，垂直向下運(yùn)動(dòng)光標(biāo)，在移動(dòng)過程中按F3鍵，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊Upsidedown將圖形上下翻轉(zhuǎn)，然后在適當(dāng)位置單擊鼠標(biāo)，即可完成圖形復(fù)制。由于NMOS晶體管和PMOS晶體管的注入類型、襯底接觸都是相反的，所以對(duì)于復(fù)制過來的圖形，需要將Nimp層和Pimp層進(jìn)行互換，最終NMOS晶體管的圖形如下圖。

CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員

圖繪制NMOS晶體管CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟8.繪制金屬連線。在LSW窗口中選擇Metal1作為輸入層，然后選擇畫矩形命令，將NMOS晶體管的漏極和PMOS晶體管的漏極連接在一起〔反相器的輸出〕，并將各自的源極和襯底電極連接在一起，如下圖。

圖繪制金屬連線CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟9.繪制電源線和地線。在PMOS晶體管的上方和NMOS晶體管的下方分別繪制電源線和地線，在LSW窗口中選擇Metal1作為輸入層，然后選擇畫矩形命令，繪制出電源線和地線，并將PMOS晶體管和NMOS晶體管的源極分別與電源線和地線相連接，如下圖。

圖繪制電源線和地線CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟10.繪制反相器的輸入。利用Poly層將PMOS晶體管和NMOS晶體管的多晶硅柵極連接在一起作為反相器的輸入。在LSW窗口中選擇Poly1作為輸入層，然后選擇畫矩形命令，將PMOS晶體管和NMOS晶體管的柵極連接在一起，如下圖。

圖繪制反相器的輸入CMOS反相器的幅員2.CMOS反相器的幅員步驟11.標(biāo)注名稱。將Vdd、Gnd、輸入A和輸出B標(biāo)注于幅員的適當(dāng)位置處，CMOS反相器的最終幅員如圖3.104所示

圖CMOS反相器最終幅員幅員驗(yàn)證幅員驗(yàn)證指的是利用專門的軟件工具，對(duì)幅員進(jìn)行幾個(gè)工程的驗(yàn)證，主要包括幅員設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)那么、幅員和電路圖是否一致、幅員中是否存在多余器件以及幅員是否存在短路、短路或懸空節(jié)點(diǎn)等。幅員驗(yàn)證是幅員設(shè)計(jì)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有經(jīng)過幅員驗(yàn)證檢查的幅員才可以被送到芯片廠商去加工。

幅員驗(yàn)證

幅員驗(yàn)證工程包括五項(xiàng)：(1)DRC(DesignRuleCheck)設(shè)計(jì)規(guī)那么檢查。(2)ERC(ElectricalRuleCheck)電學(xué)規(guī)那么檢查。(3)LVS(LayoutVersusSchematic)幅員和電路圖一致性比較。(4)LPE(LayoutParameterExtraction)幅員寄生參數(shù)提取。(5)PRE(ParasiticResistanceExtraction)寄生電阻提取。其中，DRC和LVS是必做的驗(yàn)證，其余為可選工程。凡做過DRC和LVS驗(yàn)證的幅員設(shè)計(jì)，根本上能一次流片成功。Cadence軟件包含兩種驗(yàn)證工具：Diva和Dracula。1.DivaDiva是與幅員編輯器完全集成的交互式驗(yàn)證工具集，它嵌入在Cadence的主體框架中，用來尋找并糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，包括檢查物理設(shè)計(jì)和電學(xué)功能，完成幅員和電路圖的比較。屬于在線驗(yàn)證工具，在幅員設(shè)計(jì)過程中能夠隨時(shí)迅速啟動(dòng)Diva驗(yàn)證。Diva有速度較快、使用方便的特點(diǎn)，可以直接在幅員的數(shù)據(jù)庫上工作，無需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，節(jié)省時(shí)間。幅員驗(yàn)證2.DraculaDracula是Cadence的一個(gè)獨(dú)立的幅員驗(yàn)證工具，按批處理方式工作，功能十分強(qiáng)大，目前是完整芯片驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)。Dracula有運(yùn)算速度快，功能強(qiáng)大，能驗(yàn)證和提取較大電路的特點(diǎn)，一般在交付制版之前都用Dracula驗(yàn)證產(chǎn)品來發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。驗(yàn)證過程要復(fù)雜一些，需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將幅員數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成gds文件才可以進(jìn)行驗(yàn)證。幅員驗(yàn)證用Dracula進(jìn)行幅員驗(yàn)證包括的過程如下：Dracula幅員驗(yàn)證過程幅員驗(yàn)證幅員驗(yàn)證Dracula規(guī)那么文件的結(jié)構(gòu)1.規(guī)那么文件的模塊規(guī)那么文件包含4個(gè)塊，每個(gè)塊從“*塊名”開始，塊的最后一行以“*END”語句結(jié)束。(1)描述塊(DescriptionBlock)包括運(yùn)行系統(tǒng)、被檢驗(yàn)電路、執(zhí)行方式、輸入輸出文件名等信息。(2)輸入層塊〔Input-LayerBlock)說明幅員層數(shù)或Dracula定義的層名，掩模次序等(3)操作塊(OperationBlock)描述驗(yàn)證規(guī)那么，包括間距、包圍和延伸等。(4)繪畫塊(PlottingBlock)將輸出文件發(fā)送至繪圖儀，可不用。2.規(guī)那么文件舉例分析*DESCRIPTION;1；;2；Systemdescriptiondatainputsection；PRIMARY=iomux;3SYSTEM=GDS2;4INDISK=1234;5OUTDISK=5678;6SCALE=.001MICRON;7MODE=EXECNOW;8RESOLUITON=.25MICRON;9.*END;10；*INPUT–LAYER;11；；Layermnemonicnamedefinitionsection；poly=5;12diff=7;13implant=2;14metal=9;15mcl=10;16epi=11;171.描述塊2.;表示注釋；3.頂層單元名；4.CAD文件系統(tǒng)；5.輸入文件名，*.gds；6.輸出文件名；7.圖形標(biāo)尺系數(shù)；8.運(yùn)行模式；9.分辨率；10;描述塊結(jié)束；11.輸入層塊；12.多晶硅層；13.擴(kuò)散層；14.注入層；15.金屬層；16.金屬接觸層；17.外延接觸層；CONNECT–LAYER=diffpolymetal;18PAD–LAYER=vapox;19*END

；*OPERATION;20

；；Logical，resizing，connection，andspacingoperations

；

ANDpolydiffgate;21SIZEgateBY1ovgate;22ANDdiffovgatedifgateENC[O]difgateimplantLT4OUTPUTrule015.;23.CONNECTmetalpolyBYmc1;;24CONNECTpolydiffBYepiCONNECTmetaldiffBYmc1..*END18.定義從底層到頂層的加工順序；19.指定PAD點(diǎn)用到的層；20.操作塊；

21.創(chuàng)立一個(gè)新層，Poly與diff重合的局部定義為gate；22.由gate層創(chuàng)立一個(gè)新層ovgate，縮放因子為1；23.檢查implant多邊形包圍difgate多邊形的程度，假設(shè)小于4，那么用LT標(biāo)記，并輸出rule015.24.定義層間連通性，用一組接觸孔連接兩層，例如用mc1連接metal和poly兩層。CMOS反相器的DRC

步驟1.建立DRC運(yùn)行目錄。為了運(yùn)行DRC，首先在要作DRC驗(yàn)證的設(shè)計(jì)庫的路徑下新建一個(gè)文件夾〔例如drc〕，該文件夾用于存放運(yùn)行DRC時(shí)產(chǎn)生的一系列文件，文件夾建立完畢后將DRC的規(guī)那么文件〔例如drc.rul〕文件拷貝至該文件夾內(nèi)。

CMOS反相器的DRC

步驟2.修改規(guī)那么文件。為了對(duì)要檢查的幅員文件進(jìn)行DRC，需要對(duì)規(guī)那么文件進(jìn)行修改，以便使規(guī)那么文件能正確識(shí)別要檢查哪個(gè)幅員文件。將拷貝過來的規(guī)那么文件中的indisk=gdsfilename和primary=topcellname分別修改為indisk=inverter.gds和primary=inverter，如下圖。

圖修改規(guī)那么文件CMOS反相器的DRC

步驟3.導(dǎo)出gds2文件。為了進(jìn)行Dracula驗(yàn)證，必須將幅員文件導(dǎo)出成為gds2文件才可以。在Cadence軟件界面，選擇命令File->Export->Stream，如圖3.107所示，將出現(xiàn)VirtuosoStreamOut對(duì)話框。在VirtuosoStreamOut對(duì)話框中，LibraryBrowser按鈕可以瀏覽庫文件，單擊該按鈕找到設(shè)計(jì)庫Mydesign，選擇inverter單元，并選擇layout視圖后，將在TopCellName處自動(dòng)顯示inverter，ViewName處自動(dòng)顯示layout，Outputfile處自動(dòng)顯示inverter.gds，表示導(dǎo)出inverter幅員的gds文件，最后在RunDirectory處填入保存gds文件的絕對(duì)路徑〔即新建drc文件夾的絕對(duì)路徑〕，如圖3.108所示。圖中RunDirectory處的…表示省略，具體路徑取決于用戶的設(shè)置。

CMOS反相器的DRC

圖3.107選擇導(dǎo)出命令CMOS反相器的DRC

圖3.108VirtuosoStreamOut對(duì)話框CMOS反相器的DRC

圖3.109gds文件創(chuàng)立成功CMOS反相器的DRC

步驟4.編譯規(guī)那么文件。在終端里進(jìn)入到新建的DRC文件夾路徑下，并輸入以下命令：$PDRACULA〔啟動(dòng)預(yù)編譯器〕:/gdrc.rul〔將規(guī)那么文件讀入到預(yù)編譯器中〕:/f〔結(jié)束命令，如果規(guī)那么文件無問題，系統(tǒng)會(huì)生成可執(zhí)行文件jxrun〕。

CMOS反相器的DRC

步驟5.執(zhí)行DRC檢查。在終端里輸入命令：./jxrun〔運(yùn)行程序〕執(zhí)行完步驟5后，屏幕開始閃動(dòng)，DRC程序開始運(yùn)行，最終屏幕顯示如圖3.110所示，說明程序運(yùn)行了151級(jí)后，DRC驗(yàn)證程序執(zhí)行完畢結(jié)束。

圖3.110DRC驗(yàn)證程序執(zhí)行完畢CMOS反相器的DRC

步驟6.DRC結(jié)果分析。DRC驗(yàn)證程序執(zhí)行完畢后，需要分析檢查結(jié)果，并根據(jù)檢查結(jié)果修正錯(cuò)誤。幅員編輯窗，選擇命令Tools->Dracula->Interactive，如圖3.111所示。

圖3.111選擇DraculaInteractive命令CMOS反相器的DRC

選擇命令Tools->Dracula->Interactive后，菜單欄的命令菜單將增加DRC、LVS和LPE等項(xiàng)，如圖3.112所示。

CMOS反相器的DRC

在菜單欄中，選擇命令DRC->Setup，出現(xiàn)DRCSetup對(duì)話框，在該對(duì)話框中的DraculaDatapath處填入運(yùn)行DRC程序時(shí)生成的數(shù)據(jù)文件的絕對(duì)路徑，例如/home/…/Mydesign/drc/，如圖3.113所示，具體路徑取決于用戶的設(shè)置。

圖3.113DRCSetup對(duì)話框CMOS反相器的DRC

圖3.114顯示DRC錯(cuò)誤信息的窗口CMOS反相器的DRC

圖3.116退出DRCCMOS反相器的LVS幅員DRC運(yùn)行完畢，并改正所有DRC錯(cuò)誤后，才可以運(yùn)行LVS驗(yàn)證。與DRC一樣，LVS也是Dracula的重要組成局部，在集成電路幅員設(shè)計(jì)中，LVS主要用來保證電路圖和幅員的一致性。電路圖是由器件符號(hào)和連線構(gòu)成的，而幅員是由各種各樣的圖形構(gòu)成的，二者的性質(zhì)完全不一樣，沒有可比性。為了進(jìn)行LVS，電路圖和幅員都必須進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，利用轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行電路圖－幅員一致性比較了。CMOS反相器的LVS1.幅員的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為了在不同的設(shè)計(jì)工具之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，例如把幅員的根本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成掩模制廠商能夠讀懂的格式，需要將幅員文件利用通用的數(shù)據(jù)格式來表示。比較流行的數(shù)據(jù)格式有CIF和GDSII兩種，但后者的應(yīng)用比前者更加普遍。GDSII〔GeometricDataStandardII〕是表達(dá)掩模設(shè)計(jì)信息工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的根本數(shù)據(jù)格式，幾乎能表示幅員的各種圖形數(shù)據(jù)。GDSII數(shù)據(jù)流文件是一個(gè)很大的自我包容文件，它不僅包括庫和單元，也包括幅員的信息和設(shè)計(jì)中的層次結(jié)構(gòu)。由于GDSⅡ文件是二進(jìn)制的數(shù)據(jù)流形式，讀和寫都必須由專門程序進(jìn)行，無法直接對(duì)其進(jìn)行修改。為了與其他EDA軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，Cadence軟件提供內(nèi)部數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換，在Cadence軟件界面，利用命令File->Export-Stream可將幅員文件轉(zhuǎn)換成GDSII文件。

CMOS反相器的LVS2.電路圖的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路圖是由器件符號(hào)和連線構(gòu)成的，而器件符號(hào)可能是晶體管，也可能是各種門電路，所以必須把電路圖統(tǒng)一轉(zhuǎn)變?yōu)榫w管級(jí)網(wǎng)表，才能進(jìn)行LVS驗(yàn)證。Dracula提供電路描述言〔CircuitDescriptionLanguage，CDL〕用于描述電路圖文件，然后利用邏輯網(wǎng)表編譯器LOGLVS將電路圖的CDL描述轉(zhuǎn)換為晶體管級(jí)網(wǎng)表，這種網(wǎng)表適合LVS使用。

CMOS反相器的LVS3．LVS運(yùn)行流程利用幅員的GDS數(shù)據(jù)和電路圖的網(wǎng)表，LVS比較幅員和電路圖在晶體管級(jí)的連接是否正確。比較是從電路的輸人和輸出開始，進(jìn)行漸進(jìn)式搜索，并尋找一條最近的返回路徑。當(dāng)LVS找到