cadence讲义版图设计验证清华微电子所

Cadence设计系统介绍

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Cadence系统概述版图设计工具－VirtuosoLE版图验证工具－Diva版图验证工具－DraculaCadence系统概述

Cadence概述设计流程系统组织结构系统启动帮助系统Cadence概述

为什么要学习Cadence工具Cadence概述集成电路发展趋势Cadence概述市场需求以及工艺技术的发展使得设计复杂度提高，为满足这样的需求，我们必须掌握最强大的EDA工具

Cadence概述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SynopsysAltaEpicSynopsysIKOSCadenceCompassSynopsysVantageIKOSVantageCadenceSynopsysSynopsysCompassMentorGraphicsCadenceAvant!MentorGraphicsSunriseSynopsysCompassCadence概述全球最大的EDA公司提供系统级至版图级的全线解决方案系统庞杂，工具众多，不易入手除综合外，在系统设计，在前端设计输入和仿真，自动布局布线，版图设计和验证等领域居行业领先地位具有广泛的应用支持电子设计工程师必须掌握的工具之一Cadence概述System-LevelDesignFunctionVerificationEmulationandAccelerationSynthesis/Place-and-RouteAnalog,RF,andMixed-SignalDesignPhysicalVerificationandAnalysisICPackagingPCBDesign集成电路设计流程

客户功能定义电路生成功能验证测试生成布局布线后仿真算法设计逻辑综合可测性设计低功耗设计版图验证设计规则检查互连参数提取CELL设设计流程创建工艺文件件版图单元验证版图反标注打印输出生成抽象生成参数化单单元生成复杂阵列列符号生成模拟单元转换系统组织结构构大多数Cadence工具使用同样样的库模型，，库结构按目目录结构组织织数据，这利利于不同工具具之间的数据据交互和一致致操作。物理组织逻辑组织目录库子目录单元子目录视图系统组织结构构系统组织结构构DDMS（DesignDataManagementSystem）DDMS物理路径Path/lib/cell_1/layout_3.0逻辑名称{cell_1layout3.0}Library.lib系统统组织结结构Examplevendlibdffmux2gatesbodyVhdl.vhd/usr/proj/vendlib/usr/proj/vendlib/dff/usr/proj/vendlib/mux2/usr/proj/vendlib/mux2/gates/usr/proj/vendlib/mux2/body系统组织结构构TermsandDefinitions库（library）：特定工艺相关关的单元集合合单元（cell）：构成系统或芯芯片模块的设设计对象视图（view）：单元的一种预预定义类型的的表示CIW：命令解释窗口口属性（attributes））：预定义的名称称-值对的集集合搜索路径（searchpath）：指向当前工作作目录和工作库的指针针系统启动环境设置1.cshrc文件设置.cshrc文件中指定Cadence软件和licence文件所在的路路径2.cdsenv文件设置.cdsenv文件包含了Cadence软件的一些初初始设置，该该文件用SKILL语言写，Cadence可直接执行3.cdsinit文件设置4cds.lib文件设置系统启动5工艺文件件（technologyfile)技术文件包含含了设计必需需的很多信息息，对设计，，尤其是版图图设计很重要要。它包含层层的定义，符符号化器件定定义，几何、、物理、电学学设计规则，，以及一些针针对特定Cadence工具的规则定定义，如自动动布局布线的的规则，版图图转换成GDSII时所使用层号号的定义。6显示文件件（display.drf）系统启动系统启动1前端启动动命令命令规模功能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动2版图工具具启动命令命令规模功能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）系统启动3系统级启启动命令命令规模功能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动系统启动CommandInterpreterWindow（CIW））Log文件菜单栏窗口号输出域命令提示行输入域鼠标按钮提示示帮助系统两种方式寻求求帮助1openbook在UNIX提示符下输入入命令openbook:host>openbook&2工具在线帮助助每个工具右上上角的“help”菜单OUTLINECadence系统概述版图设计工具具－VirtuosoLE版图验证工具具－Diva版图验证工具具－Dracula版图设计工具具－VirtuosoLEVirtuosoLayoutEditor－版图编辑大师师Cadence最精华的部分分在哪里VirtuosoLayoutEditor界面漂亮友好功能强大完备操作方便高效版图设计工具具－VirtuosoLE目标理解LayoutEditor环境学会如何使用用LayoutEditor学会运行交互互DRC&LVS学会将设计转转为Streamformat学会定制版图图编辑环境版图设计工具具－VirtuosoLE单元设计具体体流程VirtuosoLE使用介绍第一步：建库库执行：CIW－>Tools－>LibraryManager…LM－>File－>New－>Library…VirtuosoLE使用介绍第二步：指定定工艺文件VirtuosoLE使用介绍第三步：建立立版图单元执行：LM－>File－>New－>CellView……VirtuosoLE使用介绍第四步：打开开版图单元执行：CIW－>File－>Open……选择库选择视图选择单元版图设计工具具－VirtuosoLE版图编辑环境境版图设计工具具－VirtuosoLEVirtuosoLayoutEditing版图设计工具具－VirtuosoLELSW-层选择窗口版图设计工具具－VirtuosoLE设置有效Drawing层执行：LSW－>Edit－>SetValidLayers…版图设计工具具－VirtuosoLEDisplayResourceEditor版图设计工具具－VirtuosoLELayersanddisplay.drf版图设计工具具－VirtuosoLESetDisplayOptions版图设计工具具－VirtuosoLESetEditorOptions版图设计工具具－VirtuosoLE鼠标用法版图设计工具具－VirtuosoLE工艺文件流图图版图设计工具具－VirtuosoLETechnologyFile命令版图设计工具具－VirtuosoLE主要编辑命令令Undo－取消Redo－恢复Move－移动Copy－复制Stretch－拉伸Delete－删除Merge－－合并Search－搜索编辑命令非常常友好，先点点击命令，然后对对目标图形进进行操作版图设计工具具－VirtuosoLE主要创建命令令Rectangle－矩形Polygon－多边形Path－互联Label－－标签Instance－例元Contact－通孔现在LSW中选中层，然然后点击创建命令，在在画相应图形形绘制反相器版版图INVExample首先回顾一下下CMOS反相器制作流流程：Stage1:NwellPwell绘制反相器版版图Stage2:PdiffusionNdiffusion绘制反相器版版图Stage3:Polygate绘制反相器版版图Stage4:P+implantN+implant绘制反相器版版图Stage5:contact绘制反相器版版图Stage6:Metal1绘制反相器版版图Stage7:via绘制反相器版版图Stage8:Metal2绘制反相器版版图版图编辑工具具使用器件加工工艺艺流程OK！！！绘制反相器版版图1绘制反相器版版图2绘制反相器版版图3绘制反相器版版图4绘制反相器版版图5绘制反相器版版图6绘制反相器版版图7绘制反相器版版图8绘制反相器版版图9VirtuosoLayoutEditor现在，您已经经掌握版图编编辑大师的基基本操作，通通过上机实验验巩固和提高高！Cadence设计系统介绍绍清华大学微电电子所OUTLINECadence系统概述版图设计工具具－VirtuosoLE版图验证工具具－Diva版图验证工具具－Dracula设计流程版图验证版图验证的必必要性？确保版图绘制制满足设计规规则确保版图与实实际电路图一一致确保版图没有有违反电气规规则可供参数提取取以便进行后后模拟版图验证IC后端流程图:Cadence版图验证工具具DivaDiva是Cadence的版图图编辑辑大师师Virtuoso集成的的交互互式版版图验验证工工具，，具有有使用用方便便、操操作快快捷的的特点点，非非常适适合中中小规规模单单元的的版图图验证证。DraculaDracula（吸血鬼鬼）是是Cadence的一个个独立立的版版图验验证工工具，，按批批处理理方式式工作作，功功能十十分强强大，，目前前是完完整芯芯片验验证的的标准准。版图验验证工工具－－DIVADiva－－DesignInteractiveVerificationAutomationDIVA是Cadence软件中中的验验证工工具集集，用用它可可以找找出并并纠正正设计计中的的错误误.它它除了了可以以处理理物理理版图图和准准备好好的电电气数数据，，从而而进行行版图图和线线路图图的对对查（（LVS）外。还还可以以在设设计的的初期期就进进行版版图检检查，，尽早早发现现错误误并互互动地地把错错误显显示出出来，，有利利于及及时发发现错错误所所在，，易于于纠正正。版图验验证工工具－－DIVADiva工具集集组成成:1.设设计规规则检检查（（iDRC））2.版图寄寄生参参数提提取（（iLPE））3.寄生电电阻提提取（（iPRE））4.电气规规则检检查（（iERC））5.版图与与电路路图一一致比比较（（iLVS））版图验验证工工具－－DIVARemark:Diva中各个个组件件之间间是互互相联联系的的，有有时候候一个个组件件的执执行要要依赖赖另一一个组组件先先执行行。例例如：：要执执行LVS就先要要执行行DRC。运行Diva之前，，要准准备好好规则则验证证文件件，这这些文文件有有默认认名称称：做做DRC时的文文件应应以divaDRC.rul命名，，版图图提取取文件件以divaEXT.rul命名。。做LVS时规则则文件件应以以divaLVS.rul命名。。版图验验证工工具－－DIVADIVA功能DRCExtractorERCLVS版图验验证工工具－－DIVADRC:对IC版图做做几何何空间间检查查，以以确保保线路路能够够被特定加加工工工艺实实现。。ERC:检查电电源、、地的的短路路，悬悬空器器件和和节点点等电电气特性。。LVS:将版图图与电电路原原理图图做对对比，，以检检查电电路的的连接，与与MOS的长宽宽值是是否匹匹配。。LPE:从版图图数据据库提提取电电气参参数（（如MOS的W、L值BJT、二极管管的面面积，，周长长，结结点寄寄生电电容等等）并以Hspice网表方方式表表示电电路。。版图图验验证证工工具具－－DIVADIVA工具具流流程程版图图验验证证工工具具－－DIVADesignRuleChecking版图图验验证证工工具具－－DIVADRC界面面版图图验验证证工工具具－－DIVACheckingMethod指的的是是要要检检查查的的版版图图的的类类型型:Flat表示示检检查查版版图图中中所所有有的的图图形形，，对对子子版版图图块块不不检检查查。。Hierarchical利用层次次之间的的结构关关系和模模式识别别优化，，检查电电路中每每个单元元块内部部是否正正确。hierw/ooptimization利用层次次之间的的结构关关系而不不用模式式识别优优化，来来检查电电路中每每个单元元块。CheckingLimit可以选择择检查哪哪一部分分的版图图:Full表示查整整个版图图Incremental查自从上上一次DRC检查以来来，改变变的版图图。byarea是指在指指定区域域进行DRC检查。一一般版图图较大时时，可以以分块检检查。版图验证证工具－－DIVASwitchNames在DRC文件中，，我们设设置的switch在这里都都会出现现。这个个选项可可以方便便我们对对版图文文件进行行分类检检查。这这在大规规模的电电路检查查中非常常重要。。EchoCommands选上时在在执行DRC的同时在在CIW窗口中显显示DRC文件。RulesFile指明DRC规则文件件的名称称，默认认为divaDRC.rulRulesLibrary这里选定定规则文文件在哪哪个库里里。Machine指明在哪哪台机器器上运行行DRC命令。local表示在本本机上运运行。对对于我们们来说，，是在本本机运行行的，选选local。remote表示在远远程机器器上运行行。RemoteMachineName远程机器器的名字字。版图验证证工具－－DIVADiva查错:错误在版版图文件件中会高高亮显示示，很容容易观察察到。另另外也可可以选择择Verify-Markers-Find菜单来帮帮助找错错。单击击菜单后后会弹出出一个窗窗口，在在这个窗窗口中单单击apply就可以显显示第一一个错误误。同样，可可以选择择Verify-Markers-Explain来看错误误的原因因提示。。选中该该菜单后后，用鼠鼠标在版版图上出出错了的的地方单单击就可可以了。。也可以以选择Verify-Markers-Delete把这些错错误提示示删除。。版图验证证工具－－DIVA版图验证证工具－－DIVA分析错误误（Explain）版图验证证工具－－DIVA版图验证证工具－－DIVAExtractor版图验证证工具－－DIVAExtractor功能提取器件件和互联联信息用用于ERC或LVS提取网表表提取有寄寄生参数数的版图图网表用用于模拟拟提取层次次FlatHierarchicalMicro版图验证证工具－－DIVAExtractor界面版图验证证工具－－DIVA版图验证证工具－－DIVALVS版图验证证工具－－DIVALVS版图验证证工具－－DIVALVSCheck版图验证证工具－－DraculaDracula（吸血鬼））是Cadence的一个独独立的版版图验证证工具，，它采用用批处理理的工作作方式。。Dracula功能强大大，目前前被认为为布局验验证的标标准，几几乎全世世界所有有的IC公司都拿拿它作sigh-off的凭据。。特别是是对整个个芯片版版图的最最后验证证，一定定要交由由Dracula处理。版图验证证工具－－DraculaBasicsofDraculaVerication版图验证证与工艺艺相关-需要工工艺信息息数据库库版图验证证输入-版图数数据(GDSII格式);网表信信息(用用于LVS);工艺相关关信息验证方式式-IncrementalVSFullchipHierarchicalVSFlattenOnlineVSoffline版图验证证工具－－DraculaDracula主要功能能:1．设计计规则检检查－DRC*2．电气规则则检查－－ERC3．版图&原原理图一一致性检检查－LVS*4．版图参数数提取－－LPE5．寄生电阻阻提取－－PRE版图验证证工具－－DraculaDracula的处理流流程版图验证证工具－－DraculaHowtoUseDraculaTool创建/获获取命令令文件;填充设计计数据信信息;编译命令令文件;提交执行行文件;查询验证证结果报报表并修修改错误误;版图验证证工具－－Dracula版图－>GDSII格式转换换WHY：：Dracula处理对象象是GDSII文件操作步骤骤：执行：CIW－－>File－－>Export－>Stream…弹出如下下窗口：：版图验证证工具－－Dracula运行目录录输出文件件名Whatisthis?版图验证证工具－－DraculaItisthis,thetwounitsshouldbeconsistent!Thesetwoitemsshouldbechangedaccordingtoyourdesign版图验证证工具－－DraculaDracula-DRCFunctionofDRC检查布局局设计与与制程规规则的一一致性;基本设计计规则包包括各层层width,spcing及不同层层之间的的spcing,enclosure等关系;设计规则则的规定定是基于于processvariation,equipmentlimitation,circuitreliability;特殊情况况下,设设计规则则允许有有部分弹弹性;Dracula-DRCFindDRCErrorswithInQueryDracula-DRCDraculaDRC验证步骤：把版图的GDII文件导出到含含有DRC规则文件的目目录（rundirectory）下；更改DRC文件中的INDISK和PRIMARY值；在xterm中，进入含DRC规则文件的运运行目录下，，依次输入如如下命令：%PDRACULA%:/getDRC文件名%:/fi%Dracula-DRC打开待检验单单元的版图视视图，在工作作窗口选择Tools－>DraculaInterface（对于4.45以下版本，选选择Tools->InQuery），工具菜单里多多出DRC、LVS等项。Dracula-DRC选择DRC->setup，弹出如下图所所示对话框，，在RunDirectory栏中填入运行行DRC的路径后，点点OK，打开的版图