IC设计工具原理讲义

IC设计计工工具具原原理理（Cadence应用用））第一一章章IC设计计基基础础集成成电电路路设设计计就就是是根根据据电电路路功功能能和和性性能能的的要要求求，，在在正正确确选选择择系系统统配配置置、、电电路路形形式式、、器器件件结结构构、、工工艺艺方方案案和和设设计计规规则则的的情情况况下下，，尽尽量量减减小小芯芯片片面面积积，，降降低低设设计计成成本本，，缩缩短短设设计计周周期期以以保保全全全全局局优优化化，，设设计计出出满满足足要要求求的的集集成成电电路路。。其其最最终终的的输输出出是是掩掩模模版版图图，，通通过过制制版版和和工工艺艺流流片片得得到到所所需需的的集集成成电电路路。。IC设计计基基础础集成成电电路路制制造造过过程程示示意意图图：：IC设计计基基础础集成成电电路路设设计计域域主主要要包包括括三三个个方方面面：：行为为设设计计（（集集成成电电路路的的功功能能设设计计））结构构设设计计（（逻逻辑辑和和电电路路设设计计））物理理设设计计（（光光刻刻掩掩模模版版的的几几何何特特性性和和物物理特特性性的的具具体体实实现现））IC设计计基基础础IC设计计流流程程：：IC设计计基基础础典型型的的实实际际分分层层次次设设计计流流程程：：IC设计计基基础础分层层次次设设计计流流程程主主要要适适用用于于数数字字系系统统设设计计，，模模拟拟IC设计计基基本本上上是是手手工工设设计计。。即便便是是数数字字IC设计计，，也也需需要要较较多多的的人人工工干干预预。。IC设计计基基础础IC设计计方方法法（1）全全定定制制设设计计（2）半半定定制制设设计计通道道门门阵阵列列法法门海海法法（3）定定制制设设计计标准准单单元元法法通用用单单元元法法第二二章章EDA概述述电子子设设计计自自动动化化（（EDA：ElectronicDesignAutomation）就就是是利利用用计计算算机机作作为为工工作作平平台台进进行行电电子子自自动动化化设设计计的的一一项项技技术术。。涵盖内容：系统设计与仿仿真，电路设设计与仿真，，印制电路板板设计与校正正，集成电路路版图设计数数模混合设计计，嵌入式系系统设计，软软硬件系统协协同设计，系系统芯片设计计，可编程逻逻辑器件和可可编程系统芯芯片设计，专专用集成电路路设计等EDA概述EDA发展概概况：：（1）20世纪60、70年代出现现计算机机辅助设设计（CAD）（2）随后出出现CAE、CAM、CAT、CAQ。（3）20世纪80年代，初初级的具具有自动动化功能能的EDA出现。（4）20世纪90年代，EDA技术渗透透到电子子设计和和集成电电路设计计各个领领域，形形成了区区别于传传统设计计的整套套设计思思想和方方法。（5）当前，深亚亚微米工艺和和SoC设计对EDA技术提出更高高更苛刻的要要求。EDA概述EDA应用于三方面面：印制电路板的的设计（PCB）可编程数字字系统设计计（CPLD、FPGA、SOPC）IC设计（ASIC,Soc）EDA概述IC设计工具按按其用途分分类：（1）设计输入入与仿真工工具（Cadence公司的Virtuosocomposer、Verilog-XL、NC-verilog）（2）综综合合工工具具（（Synopsys公司司的的DCExpert，Cadence公司司的的BuilderGates，Magma公司司的的BlastRTL）（3）布布局局和和布布线线（（CadencePKS和SE-PKS，Synopsys的PhysicalCompiler,Magma公司司的的BlastFusion）（4）物物理理版版图图设设计计和和验验证证工工具具（（Cadence公司司的的VirtuosoLayoutEditor，Synopsys公司司的的ComsSE,Tanner公司司的的L-edit）（5）模模拟拟电电路路编编辑辑与与仿仿真真（（Synopsys公司司的的HSpice，Cadence公司司的的SpectreSimulator,Tanner公司司的的S-edit）EDA概述述EDA主要要供供应应商商：：VHDL仿真行为综合逻辑综合可测性设计低功耗设计布局布线后仿真SynopsysAltaEpicSynopsysIKOSCadenceCompassSynopsysVantageVantageCadenceSynopsysSynopsysCompassMentorGraphicsCadenceAvant!MentorGraphicsSunriseSynopsysCompassEDA概述述EDA业界界三三强强：：Cadence，强强项项为为IC版图图设设计计和和PCB设计计Synopsys，强强项项为为逻逻辑辑综综合合MentorGraphics，强项为为PCB设计和深深亚微米IC设计验证证和测试试EDA概述Cadence公司简介介：成立于1988年，公司司总部位位于美国国加利福福尼亚州州的SanJose，是全球球最大的的EDA供应商。。产品涵盖盖领域：：包括系统统顶层设设计与仿仿真、信信号处理理、电路路设计与与仿真、、PCB设计与分分析、FPGA及ASIC设计以及及深亚微微米IC设计等。。EDA概述Cadence全定制IC设计工具具VirtuosSchematicComposerAnalogDesignEnvironmentVirtuosLayoutEditorSpectraVirtuosoLayoutSynthesizerAssuradraculaDiva第三章Cdence的系统组组织结构构大多数Cadence工具使用用同样的的库模型型，库结结构按目目录结构构组织数数据，这这利于不不同工具具之间的的数据交交互和一一致操作作。物理组织织逻辑组织织目录库子目录单元子目录视图TermsandDefinitions库（library）：特定工艺艺相关的的单元集集合单元（cell）：构成系统统或芯片片模块的的设计对对象视图（view）：单元的一一种预定定义类型型的表示示CIW：命令解解释窗窗口系统启启动系统启启动1前前端启启动命命令命令规模功能icdes基本数字模拟设计输入icdssicde加数字设计环境icmsm前端模拟、混合、微波设计iccaxl前端设计加布局规划系统启启动2版版图工工具启启动命命令命令规模功能layouts基本版图设计（具有交互DRC功能）layoutPlusm基本版图设计（具有自动化设计工具和交互验证工具）系统启启动3系系统级级启动动命令令命令规模功能swbsPcb设计msfbl混合型号IC设计icfbxl前端到后端大多数工具系统启启动系统启启动CommandInterpreterWindow（（CIW））Log文件菜单栏栏窗口号号输出域域命令提提示行行输入域域鼠标按按钮提提示第四章章模模拟拟IC设计环环境ADESchematicComposorSchematicComposorSchematicComposor新建一一个CellviewIntheCIWorLibraryManager,selectFile-New-CellviewSchematicComposor添加器器件SelectAdd-instancetodisplaytheAddInstanceformSchematicComposor添加连连线并并给连连线命命名SelectAdd-WireorpressitoaddwiresforinstancesSelectAdd-WirenametodisplaytheviewofaddwirenameSchematicComposor添加管管脚SelectAdd-pinorpressp每一个个管脚脚都有有确定定的名名字和和方向向（input，output，orinputoutput）。管脚有有三种种类型型：SchematicpinsSymbolpinsOffsheetpinsSchematicComposor添加激激励源源Sourceandgroundcellsareintheanalogliblibrary.AnalogSimulation模拟仿仿真流流程：：AnalogSimulation启动仿仿真环环境SelectTools-AnalogEnvironmentfromtheschematicmenubanner,orselectTools-AnalogEnvironment––SimulationfromtheCIWAnalogSimulation设置仿真器器Select–Simulator/Directory/HostAnalogSimulation设置模型文文件Selectthemodelfilesinsimulationwindow,SelectSetup-ModelLibrariesAnalogSimulation设置设计变量量SelectVariables-EditorclicktheEditVariablesiconAnalogSimulation设置仿真类型型SelectAnalyses-ChooseorclicktheChooseAnaysesiconAnalogSimulation选择信号输出出Select:Output-ToBePlotted-SelectOnSchematicAnalogSimulation提取网表AnalogSimulation运行仿真SelectSimulation-RunorSelecttheRunico