目录 1
设计环境介绍 2
工作站常用命令 2
运行 Cadence 6
运行 Layout 10
运行 schematic的编辑 15
生成schematic symbol 18
运行Artist的仿真环境 20
设计示例的简单介绍 21
设计环境介绍
典型的全定制Full-Custom模拟集成电路设计环境
1. 集成的设计环境-Cadence Design Framework II是众多Cadence 工具集成在一起的统一的界面,通过这个架构,不用繁琐的数据格式转换,就可以方便的从一个工具转到另一个工具。
其中包括很多软件,如:
原理图编辑工具-Composer
布局编辑工具-Candence virtuoso
布局验证编辑工具-Diva, Dracula
2. 电路网表或原理图编辑环境-Text editor / schematic editor
3. 电路模拟软件-spice
操作系统环境和硬件平台
1.SUN工作站;UNIX系统
2.运行Linux的PC
3.作为终端的PC
工作站常用命令
一、在terminal窗口键入的基本命令:
1. ls:列出目录下所有文件。
2. clear:清除terminal窗口里的内容。
3. pwd:显示目前工作的目录。
4. cd:改变当前目录。
5. rm:刪除文件。
6. cp:复制文件。
7. mv:移动文件。
8. mkdir:建立目录。
9. rmdir:刪除目录。
10. find:寻找文件。
11. passwd:改变当前用户密码。
12. finger:显示当前用户信息。
二、基本操作和命令的使用介绍:
1.从PC登录工作站,一般使用exeed或Xmanager。
login :___________(输入username)
password:___________(输入密码)
2.登出步骤:点击exit
3.在线命令说明 (以下的example% 表示系统的提示符)
example% man [command-name]
4. 改变当前目录
example% cd [name]
Example:
example% cd dir1 改变目录位置,至dir1目录下。
5. 复制文件
example% cp [-r] source destination
Example:
example% cp file1 file2 将文件file1复制成file2。
example% cp -r dir1 dir2 复制整个目录。
6. 移动或更改文件、目录名称。
example% mv source destination
Example:
example% mv file1 file2 将文件file1,更改名为file2。
example% mv file1 dir1 将文件file1,移到目录dir1下,文件名仍为file1。
example% mv dir1 dir2 改目录名称dir1为dir2。
7. 建立新目录
example% mkdir directory-name
Example:
example% mkdir dir1 建立一新目录dir1。
8. 刪除目录
example% rmdir directory-name 或 rm directory-name
Example:
example% rmdir dir1 刪除目录dir1,但dir1下必须没有文件存在,否则无法刪除。
example% rm -r dir1 刪除目录dir1,及其下所有文件及子目录。
9. 刪除文件
example% rm filename (filename可为文件名,或文件名缩写符号。)
Example:
example% rm file1 刪除文件名为file1之文件。
example% rm file? 刪除文件名中有五个字元,前四个字元为file之所有文件。
example% rm f* 刪除文件名中,以f为字首之所有文件。
三、cadence使用的有关文件说明:
文件名称 | 用途 |
cds.lib | Library definition |
*.tf | Technology file for design rule |
*.drf | layer display information |
drc | Design rule check |
lvs | Layout v.s. Schematic |
lpe | Post layout extraction |
*.rul | on-line DRC check(DIVA) |
*.scs | Models library for 0.25um(tsmc) |
一.在Terminal窗口
example% source ~/csh/cshrc.cadence 有时cedence的环境存在于缺省的shell配置中
example% cd project 进入放有关于培训库的cds.lib的目录
example% icfb& 调用Cadence;”&”表示程序不依赖当前terminal窗口,后台运行。
说明:调用cadence有一系列命令,如icfb is a complete front-to-back IC design set; icds include design and simulation tools ;icms is a larger set of tools for mixed signal design; msfb support an IC design flow without place and route ; icde include the basic IC design entry package
二.出现画面CIW(command Interpreter window)
三.点击在CIW窗口的菜单Tools→Library Manager,会出现LM窗口LM(Library Manager)
四.建立新的Library
1. 点击LM窗口上面的菜单File→New→Library
2. 会产生New Library画面
在name填上Library名称;点击下面的OK
3. 出现下列画面
选择Compile a new techfile;点击上面的OK
4. 出现Load Technology File窗口
键入~/techfile/025_v1.tf(.tf文件一般由设计者根据其他已有的更改而成或foundry会提供);点击OK;即建立以025_v1.tf为technology file的new library “hw1”
五.建立Cell View
1. 第四点成功之后,会在LM窗口的Library列表出现第四点建立的new library名称
2. 点击该名称,比如hw1,再选LM窗口上菜单File→New→Cell View
在tool改选择Virtuso,会在view name出现layout;在cell name填上名称;按OK之后,会开启layout editor的畫面。若要产生Schematic view, Tool栏要选取Composer-Schematic.;若要产生Symbol view, Tool栏要选取Composer-Symbol.。
运行 Layout
一.LM窗口用鼠标左键点击Library的hw1→再点击cell的inv→再连续点击view的layout两次,或是用右键open,即可开启layout窗口
二.Layout Editor LSW(Layout selection window)
因为是采用0.25um 5 metal & 1 poly,所以LSW应该是看到以上的画面。如果不是的话,则有可能是create library 时 technology file 没有设对。
三.Layout的基本操作
1. 设定窗口的点距(Grid),点击Layout窗口上面的命令选项Option→Display
设定grid的显示方式,通常是dots;设定minor grid的间距,通常是0.05;设定major grid的间距, 通常是0.1;设定X軸移动的最小间距,0.01;设定Y 軸移动的最小间距,0.01
2.设定是否有Gravity的功能,点击Layout窗口的命令列Options→Layout Editor,依照个人使用习惯与需要来选择是否Gravity On
Gravity On:当鼠标光标靠近物件时即被吸到该物件的边缘
3.用 ruler 把长度量好, 用右键点击 LSW 中所要用的 layer, 再点击常用功能栏中的 rectangular 或 polygon 来画.
4.如果边长要纠正的话, 可使用stretch 来完成, 或者是用reshape 这功能.
5. 若要取消命令重选新命令,最好先按Esc键
6. Layout 时要注意layers 之间的距离(参考design rule)
7.偶尔可以点击Layout上面的命令Design→Save做储存动作。
8. 用label 来定义端点名称,每当打上label时,记得要点击该label,然后按q ,改变该label的layer成text2
四.当在画的途中,可以使用on-line drc(DIVA)来检查是否违反design rule
1. 点击Layout窗口上面的命令Verify→DRC
2. 出现DRC窗口
4.若无法读取divaDRC.rul, 可尝试:
a.取消选取Rules Library;
b.给全路径~/techfile/divaDRC.rul或直接将divaDRC.rul copy到所使用的library中(ex: hw1).
4. 按OK之后,会开始跑DRC,若有错误,CIW对话盒会显示错误并且在Layout窗口也会有marker闪烁
5. 可以点击Layout窗口上面的命令Verify→Makers→Explain,然后选择Layout窗口中闪动线条,即可知所犯的错误
6. 若要消除在Layout窗口闪烁的marker,点击Layout窗口上面的命令Verify→Markers→delete all,出现下面窗口,再点击OK即可。
7.当全部画完时,务必要on-line DRC成功才行
五.以上是大致的使用方法,若要更详细可 reference CIC 的Full-Custom IC Design KIT (basic) Training Manual.
以下是NMOS和PMOS的Layout图
运行 schematic的编辑
一.建立Schematc view:跟建立layout view方法一样(请参考Start Cadence的第五大点的第二小点),先点击要LM窗口预定的library,再点击LM窗口的File→New→Cell view,按OK之后,即可建立Schematic View
二.若Schematic View已存在,在LM窗口用鼠标左键点击Library的hw1→再点击cell的inv→再连续点击view的schematic两次,或是用右键open,即可开启schematic窗口
三.点击Schematic窗口上面的命令集Add→Instance,出现Add Instance窗口
再点击Add Instance窗口的Browser,选择analoglib中常用的元件,如下表:
常用元件 | analoglib |
PMOS | pmos4 |
NMOS | nmos4 |
正电压 | Vdd |
接地 | Gnd |
2.加 pin , 给 pin name 且要指示 input , output ,inout , 若有做layout的话, 要标示相同.
3.点击 nmos 再选 properties (按 q 键 ) , 标明 model name ,width ,length, 同理 for pmos.
说明:Model name 是以width,length 来決定用那一个model , 可由models目录下的README 中得知,比如:L=1um W=1um for nmos和 pmos 经查阅可用 (nch.1,pch.1) 等等.(也可以只用nch , pch , 因为run hspice时会自动帮你判断.)
4. 最后 Design Check and Save , 若有error 则schematic view 上有闪动 ,
此时可选 Check Find Marker 来看 error 的原因.
生成schematic symbol
一. 由Schematic产生symbol
1. 打开Schematic view
2. 点击Schematic窗口上面命令集的Design→Create cellview→From cellview
按OK
按OK
3. 点击 [@partName] 按 q 键 出现 properties 的对话盒把[@partName]
依电路的特性改成所要的name 比如 inv 等.
4.可用 ADD shape內的各种形状来修饰这symbol的外观.
5.完成之后, Check--Cross View check, 然后 Design save
6.按照以上步骤来产生的symbol必须注意的若更改 schematic 的input,output label, 且必须更改其 symbol的input,output label, 不然会发生闪动的error
运行Artist的仿真环境
(1)在Schematic View中选Tools Analog Environment , 以下图示:
(2) Setup Simulator/Directory/Host
Change Simulator and Project Directory.
(3) Setup Model Path
Check model library path是否正确.
(4) Analysis Choose
选择分析类別;ex:tran是用来分析time domain的波形。输入要看的范围
(5)点击运行按钮,然后就可以对输出结果曲线进行分析。
设计示例的简单介绍
由于示例比较复杂,课程当中只能进行功能性的仿真和分析,以便大家掌握模拟电路基本的设计过程,其他详细的工作只有暂略。
一、示例电路基本上是一个PWM升压电路和一个高压桥式驱动组成的,结构框图如下:
电路的目的是将输入1.8V~5.0V直流的转换为高压交流信号去驱动外部的容性负载。
基本的参数要求如下:
符号 | 参数 | 最小 | 典型 | 最大 | 单位 |
RDS(on) | 开关(晶体)管导通电阻 | 6.0 | Ω | ||
VCs | 最大输出调整电压 | 85 | 95 | 105 | V |
VA-VB | 输出电压峰峰值 | 170 | 190 | 210 | V |
IDDQ | 静态VDD输入电流 | 150 | nA | ||
IDD | VDD管脚输入电流 | 150 | uA | ||
IIN | 包括电感电流的输入电流 | 20 | 25 | mA | |
VCs | VCs输出电压 | 84 | V | ||
fEL | EL灯频率 | 205 | 240 | 275 | Hz |
fSW | 开关管频率 | 80 | KHz | ||
D | 忙闲度 | 88 | % |
三、上机实践的主要任务是:
1、将示例中的各个模块重新输入到新的原理图文件中进行仿真,并得到能说明功能正确的曲线图;
2、然后生成各功能模块的symbol,再建一个整体的电路图,形成层次化的结构(尽管示例实际上不需如此,这只是为熟悉软件而已),然后可以做整体仿真。
3、本示例使用CSMC06的model.