DRCLVS及后仿真.PPT

1、单击此处编辑母版标题样式2021-10-261验证工具 drc、lvs及后仿真介绍浙江大学iclab实验室韩 雁 教授2017年9月单击此处编辑母版标题样式2021-10-262一：概述二：验证工具简介三：diva的使用方法和规则文件的介绍四：calibre的使用方法和规则文件的介绍五：演示 目录目录单击此处编辑母版标题样式2021-10-263 芯片设计流程概述验证工具介绍divacalibre演示schematiclayoutpre-simdrclvspost-sim单击此处编辑母版标题样式2021-10-264 drc概述验证工具介绍divacalibre演示 drc（design ru

2、les check），用来检查版图设计与工艺规则的一致性。 基本设计规则包括各层的宽度、相同层次之间的间距及不同层次之间的间距、包含关系等。 设计规则的规定是根据工艺变化而变化的。 在特殊的设计需求下，设计规则允许部分的弹性。但是设计人员需掌握违背规则对电路的影响。（一般不能违反）单击此处编辑母版标题样式2021-10-265 具体的设计规则概述验证工具介绍divacalibre演示 n well(tb):n-well width for interconnect 2.5n-well width for resistor 4.0n-well spacing with different pot

3、ential 4.0n-well spacing with same potential 1.4overlap from n-well to n+ inside n-well 0.4space from n-well to n+ outside n-well 2.1overlap from n-well to p+ inside n-well 1.3a.space from n-well to p+ outside n-well 0.8单击此处编辑母版标题样式2021-10-266 lvs 编辑好的版图通过设计规则检查后，可能还存在错误，这些错误不是由于违反了设计规则，而可能是与电路图不一致导

4、致的。由于版图中少连了一根连线对整个芯片来说都是致命的，所以必须要通过lvs（layout versus schematic）检查。 实际上就是将从版图中提取出的电路网表，与电路图中的网表文件进行比较。概述验证工具介绍divacalibre演示单击此处编辑母版标题样式2021-10-267 后仿真 提取版图中的寄生参数并将其代入电路中进行仿真，这就是我们所说的后仿真（post-simulation）。概述验证工具介绍divacalibre演示单击此处编辑母版标题样式2021-10-268验证工具介绍divacalibre演示概述 验证工具assura diva draculaherculesc

5、alibre单击此处编辑母版标题样式2021-10-269divacalibre演示 diva简介 drc文件编写规则 ext文件编写规则 lvs文件编写规则验证工具介绍概述 diva工具介绍单击此处编辑母版标题样式2021-10-2610divacalibre演示 diva是cadence软件中的验证工具集，用它可以处理物理版图和准备好的电气数据，从而进行版图和电路图的对比。diva工具集包括以下部分： 版图设计规则检查（idrc） 版图参数提取（ilpe） 寄生电阻提取（ipre） 电气规则检查（ierc） 版图与线路图比较程序（ilvs）验证工具介绍概述 diva简介单击此处编辑母版标题

6、样式2021-10-2611divacalibre演示 diva的各个组件之间是互相联系的，有时候一个组件的执行要依赖另一个组件先执行。例如：要执行lvs就要先执行extract（版图参数提取）等。 运行diva前，需要准备好规则验证文件。可以把这些文件放置在任何目录下。 这些规则文件有各自的规定名称，如：做drc规则文件应以divadrc.rul命名，版图参数提取文件以divaext.rul命名。lvs规则文件应以divalvs.rul命名。验证工具介绍概述 diva简介（续）单击此处编辑母版标题样式2021-10-2612divacalibre演示1、首先需要根据工艺来制订版图设计规则验证

7、工具介绍概述 drc规则文件的编写单击此处编辑母版标题样式2021-10-2613divacalibre演示2、编写相应的drc规则检查文件 一个完整drc规则文件通常包括： 层次处理命令（用于生成规则文件中所要应用到的层次，可以是原始层，也可以是衍生层） 规则检查及错误输出 必要的注释 注释符为/*/验证工具介绍概述 drc文件编写规则单击此处编辑母版标题样式2021-10-2614divacalibre演示 逻辑命令 geomand geomor 关系命令 geominside geomstraddle geomcoincident 尺寸命令 geomsize验证工具介绍概述 常用层次处理

8、命令单击此处编辑母版标题样式2021-10-2615divacalibre演示 输出两个不同层次或边界之间的交叠部分，一般存在两个输入层以及一个输出层。 例：ngate=geomand(ndiff poly)验证工具介绍概述 逻辑命令geomand单击此处编辑母版标题样式2021-10-2616divacalibre演示 输出所有的输入层，这些层次将会被合并成为一个新层次。 例：nwell=geomor(nwell dnw)验证工具介绍概述 逻辑命令geomor单击此处编辑母版标题样式2021-10-2617divacalibre演示 输出完全处于第二输入层中的第一输入层，两层可以内切。 例：

9、ptap=geominside(pdiff pw)验证工具介绍概述 关系命令geominside单击此处编辑母版标题样式2021-10-2618divacalibre演示 输出为有部分面积被第二输入层所覆盖的第一输入层。 例：codepoly1=geomstraddle(poly1 romcode)验证工具介绍概述 关系命令geomstraddle单击此处编辑母版标题样式2021-10-2619divacalibre演示 输出与第二输入层内切的第一输入层。 例：ngate=geomcoincident(ngate poly)验证工具介绍概述 关系命令geomcoincident单击此处编辑母版

10、标题样式2021-10-2620divacalibre演示 按输入的数值扩张或者收缩输入层。其中正值表示扩张，负值表示收缩，一般只有一个输入层。 例：pads=geomsize(pad 5.0)验证工具介绍概述 尺寸命令geomsize单击此处编辑母版标题样式2021-10-2621divacalibre演示 在设计规则检查中，主要的语句就是drc()， outlayer=drc(inlayer1 inlayer2 function) outlayer 表示输出层，如果给出了输出层，则通过drc规则检查出的错误图形就保存在该输出层中。 inlayer1和inlayer2代表要处理的版图层次。有

11、些规则规定的只是对单一层次的要求。比如接触孔的宽度，那么可以只有inlayer1。而有些规则定义的是两个层次之间的关系，比如接触孔和金属之间的距离，那么drc语句中需要有两个输入层。验证工具介绍概述 drc规则语句单击此处编辑母版标题样式2021-10-2622divacalibre演示 function中定义了实际检查的规则，关键字有sep（sepration，不同图形之间的间距），width（图形的宽度），enc（enclosure，露头），ovlp（overlap ，覆盖），area（图形面积），notch（凹槽的宽度）。验证工具介绍概述 drc规则语句（续1）单击此处编辑母版标题样式2

12、021-10-2623divacalibre演示 例：drc(nwell widthextractor单击此处编辑母版标题样式2021-10-2641divacalibre演示验证工具介绍概述 ext运行结果从版图中提取出了9个nmos管从版图中提取出了9个pmos管从版图中提取出了47个电阻没有错误单击此处编辑母版标题样式2021-10-2642divacalibre演示验证工具介绍概述 提取出的电路连线图单击此处编辑母版标题样式2021-10-2643divacalibre演示验证工具介绍概述 运行diva中的lvs工具选择要比较的电路图所在的位置选择版图中提取出的需要比较的网表指定lvs

13、规则文件路径verify-lvs单击此处编辑母版标题样式2021-10-2644divacalibre演示验证工具介绍概述 lvs运行结果错误lvs未通过错误单击此处编辑母版标题样式2021-10-2645divacalibre演示验证工具介绍概述 lvs错误显示方法单击 error display则能看到版图与电路图不一致的地方。单击此处编辑母版标题样式2021-10-2646divacalibre演示 在实际芯片中，由于工艺上的或是其他的一些不可避免的因素的影响，会产生一些寄生的元件。比如说，寄生电容、寄生电阻等等。 而这些寄生元件又往往会对我们的电路特性带来负面的影响，所以我们必须充分考

14、虑，并且定量仿真其带来的影响。 这个仿真称为后仿真。后仿真就是提取版图中的寄生参数并将其带入电路中进行仿真。后仿真的结果才是最接近实际芯片性能的仿真结果。验证工具介绍概述 后仿真单击此处编辑母版标题样式2021-10-2647divacalibre演示 在后仿真前也需要进行版图提取。相比于lvs前的版图提取，这里的版图提取，不仅要提取出电路本身含有的器件，还要提取出寄生器件（寄生电阻和寄生电容等）。 所以，同样需要一个版图提取文件，这个文件中的提取方法与lvs中的提取方法相同。验证工具介绍概述 寄生参数提取单击此处编辑母版标题样式2021-10-2648divacalibre演示 measur

15、eresistance 语句 measureparasitic语句 saveparasitic语句验证工具介绍概述 寄生参数提取语句单击此处编辑母版标题样式2021-10-2649divacalibre演示 measureresistance 语句用来从互联层中提取寄生电阻-电容网络。 m e a s u r e r e s i s t a n c e 语 句 处 理 的 层 次 必 须 是 在geomconnect语句中被定义的连接层，并且必须在geomconnect语句之后使用该语句。 res_metal1=measureresistance(metal1 “res ivpcell ext

16、 csmc” 0.05 “r” (ignoreselect checks 这里给出rule file中所有的rule，可以选择某些rule不做check 对于rule file定义的groups，也可选择某些group不做check 下方窗口显示rule的解释验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2661calibre演示 drc运行步骤（续4）run control，可选择是否在本地服务器上运行drc，一般选择默认值。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2662calibre演示 drc运行步骤（续5）验证工具介绍概述diva点击 run

17、 drc来执行drc检测单击此处编辑母版标题样式2021-10-2663calibre演示 drc运行结果 显示drc规则检测中检测出的违反drc rule的error click坐标，可在layout view中显示出error的地方 违反rule的解释验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2664calibre演示 drc运行报告 将error更正后，重新run drc，直到没有error为止。也可以看summary report中，rule check result statistics栏有没有违反的地方。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021

18、-10-2665calibre演示 注意事项 在版图中nwell需要打孔接电源，衬底需要打孔接地 电源和地需要打标签，用标签层验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2666calibre演示 其他规则文件 design for manufacturability(dfm) 可制造性设计 可将其视为一种加强的drc anenna ratio effect generic prevention 防止天线效应设计 可将其视为一种和density有关的drc 验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2667calibre演示 天线效应 跳线法(可以向上

19、或者向下跳) 加入保护二极管验证工具介绍概述diva during the fabrication process, metal and poly interconnect paths can act like antennas and build up electrical charge. charges of sufficient magnitude may find a path to ground by arcing from poly through the oxide layer to the well in a gate region, thereby damaging or d

20、estroying the gate.单击此处编辑母版标题样式2021-10-2668calibre演示 lvs检查 检查版图与电路图的一致性 执行lvs前应先完成drc tape-out （流片）之前lvs结果应该是error-free lvs的正确性依赖于textlabel的正确对应验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2669calibre演示 calibre中lvs的执行流程验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2670calibre演示 lvs运行步骤验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2671calib

21、re演示 lvs运行步骤（续1）验证工具介绍概述diva 输入calibre lvs的rule files 输入运行 calibre lvs的文件夹 可指定run hierarchical 或flat模式，layout与source的形式选择layout vs netlist 版图的输入源输入layout file，或导入layout view使其自动生成。单击此处编辑母版标题样式2021-10-2672calibre演示 lvs运行步骤（续2）验证工具介绍概述diva 电路图的输入源输入.net格式的文件，或从schematic viewer import，通常采用导入的方法。这里需要注意m

22、odel name 的一致性。单击此处编辑母版标题样式2021-10-2673calibre演示 lvs运行步骤（续3）验证工具介绍概述diva 指定lvs result的文件名 run完lvs后立即检视report 建立svdb database并在run完lvs后开启rve来查看error单击此处编辑母版标题样式2021-10-2674calibre演示 lvs运行步骤（续4）验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2675calibre演示 lvs运行结果验证工具介绍概述diva 设置好后点击run lvs，如果出现错误，则需要返回layout或者schemati

23、c中进行修改。例如：修改连线、端口、器件参数等。单击此处编辑母版标题样式2021-10-2676calibre演示 lvs运行结果（续1）验证工具介绍概述diva lvs report 开始会记录使用的layout netlist，source netlist，rule file，run directory与calibre的版本。 若有error会在report开头有个x符号，否则为笑脸单击此处编辑母版标题样式2021-10-2677calibre演示 lvs运行结果（续2） layout的net比source的多，说明layout中有开路情况 layout的net比source的少，说明la

24、yout中有短路情况验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2678calibre演示 lvs运行结果（续2） layout的net比source的多，说明layout中有一处开路 layout的net比source的少，说明layout中有一处短路验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2679calibre演示 lvs运行结果（续3） 一般错误都可以在rve window中被找到，并被修改正确 有时候一个错误会导致许多错误，所以需要耐心，信心验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2680calibre演示 lvs运行

25、结果（续4） 修正error后，重新run lvs，在report上出现笑脸符号代表lvs check完全正确，rve也将显示design match验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2681calibre演示 带io pad的lvs io pad通常由foundrt 提供，其内部主要是esd和压焊块。 为了避免核心电路（core）与io pad开路，有必要进行带io pad的lvs。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2682calibre演示 生成io pad symbol的方法两种方式： 直接在symbol视窗下制作，完成后生成相

26、应的schematic。 先在schematic下添加正确的pins，完成后生成相应的symbol。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2683calibre演示 加入io symbol 在schematic中添加需要的io symbol。 注意给pad供电的电源以及他们的port name。 不要忘记数字部分与模拟部分中间用于隔离的pdiodex的symbol。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2684calibre演示 未加io netlist的lvs结果 run lvs时出现很多错误，这是因为symbol只带有输入、输出的关系，内

27、部netlist为空，因此需要添加io的netlist。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2685calibre演示 添加io netlist的方法 将io的.sp文件中相应的io pad的netlist复制到lvs中生成的source的netlist中，即在电路图的网表中添加好了io的netlist。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2686calibre演示 添加io netlist后的lvs结果 逐条检查这些出错信息，发现均为io内部出错，而io为foundry提供的标准单元，一般不推荐用户进行改动。所以，此时可以认为带io的l

28、vs已经完成。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2687calibre演示 后仿真步骤导入寄生参数提取规则文件进行寄生参数提取。由于后仿真时没有视图，所以需要建立一个具有spectre属性的视图，用于在后仿真时替代前仿真中的symbol。修改spectre的cdf参数，建立 spectre与calibre生成文件之间的联系。在仿真model中调用pex生成的主文件即可进行后仿真。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2688calibre演示 calibre中寄生参数提取流程验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-

29、2689calibre演示 寄生器件类型验证工具介绍概述diva capacitance 两导体间存在电荷 resistance 会限制流过导体的电流 inductance 电流流经导体时产生的磁场效应单击此处编辑母版标题样式2021-10-2690calibre演示 寄生参数提取步骤验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2691calibre演示 寄生参数提取步骤（续1） 输入calibre pex的rule files 输入运行 calibre pex的文件夹验证工具介绍概述diva 输入layout file，或导入layout view使其自动生成单击此处编辑

30、母版标题样式2021-10-2692calibre演示 寄生参数提取步骤（续2） 提取类型选择晶体管级、寄生电阻以及电容、无电感 netlist选择生成的格式为spectre，name从layout来，与layout保持一致 完成pex后自动打开netlist file验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2693calibre演示 寄生参数提取步骤（续3） 执行寄生参数提取后会生成三个文件，其中*.netlist是主文件，包含版图本身的元件，在主文件中有两个include语句，将两个寄生参数文件包含进来。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10

31、-2694calibre演示 使用calibre的小技巧 common to drc/lvs/pex验证工具介绍概述diva 保存runset file后可在下次调用时自动添加设置，方便使用。单击此处编辑母版标题样式2021-10-2695calibre演示 使用calibre的小技巧（续）（二） common to drc/lvs/pex验证工具介绍概述diva set separate run directory for every drc/lvs/pex, avoid mistake due to multiple running单击此处编辑母版标题样式2021-10-2696calib

32、re演示 symbol视图的生成 choose the location of symbol pins验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2697calibre演示 spectre 视图的生成（续） 打开修改后的symbol视图，design-save as view name 修改为spectre post simulation时调用这个spectre视图进行仿真验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2698calibre演示 cdf参数 the component description format(cdf) 描述各个组件和组件库的参数和属性参数。cdf允许您创建和描述自己的组件。验证工具介绍概述diva单击此处编辑母版标题样式2021-10-2699calibre演示 修改cdf参数 ev