cadence講義(清華微電子所)

1、 Cadence設(shè)計(jì)系統(tǒng)介紹 OUTLINE Cadence 系統(tǒng)概述幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE幅員驗(yàn)證工具Diva幅員驗(yàn)證工具DraculaCadence 系統(tǒng)概述Cadence 概述設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)系統(tǒng)啟動(dòng)幫助系統(tǒng)Cadence 概述為什么要學(xué)習(xí)Cadence工具Cadence 概述集成電路開展趨勢(shì)Cadence 概述市場(chǎng)需求以及工藝技術(shù)的開展使得設(shè)計(jì) 復(fù)雜度提高,為滿足這樣的需求,我們 必須掌握最強(qiáng)大的 EDA 工具 Cadence 概述VHDL仿真行為綜合邏輯綜合可測(cè)性設(shè)計(jì)低功耗設(shè)計(jì)布局布線后仿真SynopsysAltaEpicSynopsysIKOSCadenceComp

2、assSynopsysVantageIKOSVantageCadenceSynopsysSynopsysCompassMentor GraphicsCadenceAvant!Mentor GraphicsSunriseSynopsysCompassCadence 概述全球最大的 EDA 公司提供系統(tǒng)級(jí)至幅員級(jí)的全線解決方案系統(tǒng)龐雜,工具眾多,不易入手除綜合外,在系統(tǒng)設(shè)計(jì),在前端設(shè)計(jì)輸入和仿真,自動(dòng)布局布線,幅員設(shè)計(jì)和驗(yàn)證等領(lǐng)域居行業(yè)領(lǐng)先地位具有廣泛的應(yīng)用支持電子設(shè)計(jì)工程師必須掌握的工具之一Cadence 概述System-Level DesignFunction VerificationEmu

3、lation and AccelerationSynthesis/Place-and-RouteAnalog,RF,and Mixed-Signal DesignPhysical Verification and AnalysisIC PackagingPCB Design集成電路設(shè)計(jì)流程客戶功能定義電路生成功能驗(yàn)證測(cè)試生成布局布線后仿真算法設(shè)計(jì)邏輯綜合可測(cè)性設(shè)計(jì)低功耗設(shè)計(jì)版圖驗(yàn)證設(shè)計(jì)規(guī)則檢查互連參數(shù)提取CELL 設(shè)計(jì)流程創(chuàng)立工藝文件幅員單元驗(yàn)證幅員反標(biāo)注打印輸出生成抽象生成參數(shù)化單元生成復(fù)雜陣列符號(hào)生成模擬單元轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)大多數(shù) Cadence 工具使用同樣的庫(kù)模型,庫(kù)結(jié)構(gòu)按目錄結(jié)構(gòu)組織

4、數(shù)據(jù),這利于不同工具之間的數(shù)據(jù)交互和一致操作。物理組織邏輯組織目錄庫(kù)子目錄單元子目錄視圖系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)DDMS（Design Data Management System）DDMS物理路徑Path/lib/cell_1/layout_3.0邏輯名稱cell_1 layout 3.0Library.lib 系統(tǒng)統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)Examplevendlibdffmux2gatesbodyVhdl.vhd/usr/proj/vendlib/usr/proj/vendlib/dff/usr/proj/vendlib/mux2/usr/proj/vendlib/mux2/gates/usr/proj

5、/vendlib/mux2/body系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)Terms and Definitions庫(kù)（library）：特定工藝相關(guān)的單元集合單元（cell）：構(gòu)成系統(tǒng)或芯片模塊的設(shè)計(jì)對(duì)象視圖（view）：?jiǎn)卧囊环N預(yù)定義類型的表示CIW：命令解釋窗口屬性（attributes）：預(yù)定義的名稱-值對(duì)的集合搜索路徑（search path）：指向當(dāng)前工作目錄和 工作庫(kù)的指針系統(tǒng)啟動(dòng)環(huán)境設(shè)置1 .cshrc 文件設(shè)置 .cshrc文件中指定 Cadence 軟件和 licence 文件所在的路徑 2 .cdsenv 文件設(shè)置 .cdsenv 文件包含了 Cadence 軟件的一些初始設(shè)置,該文件用 SKI

6、LL 語言寫,Cadence 可直接執(zhí)行3 .cdsinit 文件設(shè)置4 cds.lib 文件設(shè)置系統(tǒng)啟動(dòng)5 工藝文件（technology file) 技術(shù)文件包含了設(shè)計(jì)必需的很多信息,對(duì)設(shè)計(jì),尤其是幅員設(shè)計(jì)很重要。它包含層的定義,符號(hào)化器件定義,幾何、物理、電學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)則,以及一些針對(duì)特定 Cadence 工具的規(guī)則定義,如自動(dòng)布局布線的規(guī)則,幅員轉(zhuǎn)換成 GDSII 時(shí)所使用層號(hào)的定義。6 顯示文件（display.drf）系統(tǒng)啟動(dòng)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)

7、劃系統(tǒng)啟動(dòng)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）系統(tǒng)啟動(dòng)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)工具系統(tǒng)啟動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng) Command Interpreter Window（CIW）Log 文件菜單欄窗口號(hào)輸出域命令提示行輸入域鼠標(biāo)按鈕提示幫助系統(tǒng)兩種方式尋求幫助1 openbook 在UNIX提示符下輸入命令 openbook: host openbook &2 工具在線幫助 每個(gè)工具右上角的“help菜單 OUTL

8、INE Cadence 系統(tǒng)概述幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE幅員驗(yàn)證工具Diva幅員驗(yàn)證工具Dracula幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LEVirtuoso Layout Editor幅員編輯大師 Cadence最精華的局部在哪里Virtuoso Layout Editor界面漂亮友好功能強(qiáng)大完備操作方便高效幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE目標(biāo)理解 Layout Editor 環(huán)境學(xué)會(huì)如何使用 Layout Editor學(xué)會(huì)運(yùn)行交互 DRC&LVS學(xué)會(huì)將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為Stream format學(xué)會(huì)定制幅員編輯環(huán)境幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE單元設(shè)計(jì)具體流程Virtuoso LE 使用介

9、紹第一步：建庫(kù)執(zhí)行：CIWToolsLibrary Manager LMFileNewLibrary Virtuoso LE 使用介紹第二步：指定工藝文件Virtuoso LE 使用介紹第三步：建立幅員單元執(zhí)行：LMFileNewCell View Virtuoso LE 使用介紹第四步：翻開幅員單元執(zhí)行：CIWFileOpen 選擇庫(kù)選擇視圖選擇單元幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE幅員編輯環(huán)境幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LEVirtuoso Layout Editing幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LELSW-層選擇窗口幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE設(shè)置有效 Drawing 層 執(zhí)行

10、：LSWEditSet Valid Layers 幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LEDisplay Resource Editor幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LELayers and display.drf幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LESet Display Options幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LESet Editor Options幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE鼠標(biāo)用法幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE工藝文件流圖幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LETechnology File 命令幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE主要編輯命令Undo取消Redo恢復(fù)Move移動(dòng)Copy復(fù)

11、制Stretch拉伸Delete刪除Merge合并Search搜索編輯命令非常友好,先點(diǎn)擊命令,然后對(duì)目標(biāo)圖形進(jìn)行操作幅員設(shè)計(jì)工具Virtuoso LE主要?jiǎng)?chuàng)立命令Rectangle矩形Polygon多邊形Path互聯(lián)Label標(biāo)簽Instance例元Contact通孔現(xiàn)在LSW中選中層,然后點(diǎn)擊創(chuàng)立命令,在畫相應(yīng)圖形繪制反相器幅員INV Example 首先回憶一下CMOS反相器制作流程：Stage 1:N wellP well繪制反相器幅員Stage 2:P diffusionN diffusion繪制反相器幅員Stage 3:Poly gate繪制反相器幅員Stage 4:P+ impl

12、antN+ implant 繪制反相器幅員Stage 5:contact繪制反相器幅員Stage 6:Metal 1繪制反相器幅員Stage 7:via繪制反相器幅員Stage 8:Metal 2繪制反相器幅員幅員編輯工具使用器件加工工藝流程OK！繪制反相器幅員1繪制反相器幅員2繪制反相器幅員3繪制反相器幅員4繪制反相器幅員5繪制反相器幅員6繪制反相器幅員7繪制反相器幅員8繪制反相器幅員9Virtuoso Layout Editor 現(xiàn)在,您已經(jīng)掌握幅員編輯大師的根本操作,通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)穩(wěn)固和提高！ Cadence設(shè)計(jì)系統(tǒng)介紹 清華大學(xué)微電子所OUTLINE Cadence 系統(tǒng)概述幅員設(shè)計(jì)工具

13、Virtuoso LE幅員驗(yàn)證工具Diva幅員驗(yàn)證工具Dracula設(shè)計(jì)流程幅員驗(yàn)證幅員驗(yàn)證的必要性？確保幅員繪制滿足設(shè)計(jì)規(guī)則確保幅員與實(shí)際電路圖一致確保幅員沒有違反電氣規(guī)則可供參數(shù)提取以便進(jìn)行后模擬幅員驗(yàn)證IC 后端流程圖:Cadence 幅員驗(yàn)證工具 Diva Diva 是 Cadence 的幅員編輯大師Virtuoso集成的交互式幅員驗(yàn)證工具,具有使用方便、操作快捷的特點(diǎn),非常適合中小規(guī)模單元的幅員驗(yàn)證。 Dracula Dracula（吸血鬼）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)。幅員驗(yàn)證工具DIVA Diva Desi

14、gn Interactive Verification Automation DIVA 是 Cadence軟件中的驗(yàn)證工具集,用它可以找出并糾正設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤.它除了可以處理物理幅員和準(zhǔn)備好的電氣數(shù)據(jù),從而進(jìn)行幅員和線路圖的對(duì)查（LVS）外。還可以在設(shè)計(jì)的初期就進(jìn)行幅員檢查,盡早發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并互動(dòng)地把錯(cuò)誤顯示出來,有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤所在,易于糾正。 幅員驗(yàn)證工具DIVA Diva 工具集組成:1.設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（iDRC）2.幅員寄生參數(shù)提?。╥LPE）3.寄生電阻提取（iPRE）4.電氣規(guī)則檢查（iERC）5.幅員與電路圖一致比較（iLVS）幅員驗(yàn)證工具DIVA Remark:Diva中各個(gè)組件之間

15、是互相聯(lián)系的,有時(shí)候一個(gè)組件的執(zhí)行要依賴另一個(gè)組件先執(zhí)行。例如：要執(zhí)行LVS就先要執(zhí)行DRC。 運(yùn)行 Diva 之前,要準(zhǔn)備好規(guī)則驗(yàn)證文件,這些文件有默認(rèn)名稱：做DRC時(shí)的文件應(yīng)以divaDRC.rul命名,幅員提取文件以divaEXT.rul命名。做LVS時(shí)規(guī)則文件應(yīng)以divaLVS.rul命名。幅員驗(yàn)證工具DIVADIVA功能DRCExtractorERCLVS幅員驗(yàn)證工具DIVADRC:對(duì) IC 幅員做幾何空間檢查,以確保線路能夠被 特定加工工藝實(shí)現(xiàn)。ERC:檢查電源、地的短路,懸空器件和節(jié)點(diǎn)等電氣 特性。LVS:將幅員與電路原理圖做比照,以檢查電路的連 接,與MOS的長(zhǎng)寬值是否匹配。L

16、PE:從幅員數(shù)據(jù)庫(kù)提取電氣參數(shù)（如MOS的W、L值 BJT、二極管的面積,周長(zhǎng),結(jié)點(diǎn)寄生電容等） 并以Hspice 網(wǎng)表方式表示電路。 幅員驗(yàn)證工具DIVADIVA工具流程幅員驗(yàn)證工具DIVADesign Rule Checking幅員驗(yàn)證工具DIVADRC 界面幅員驗(yàn)證工具DIVAChecking Method指的是要檢查的幅員的類型:Flat 表示檢查幅員中所有的圖形,對(duì)子幅員塊不檢查。Hierarchical利用層次之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系和模式識(shí)別優(yōu)化,檢查電路中每個(gè)單元塊內(nèi)部是否正確。hier w/o optimization 利用層次之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系而不用模式識(shí)別優(yōu)化,來檢查電路中每個(gè)單元塊

17、。Checking Limit 可以選擇檢查哪一局部的幅員: Full 表示查整個(gè)幅員Incremental 查自從上一次DRC檢查以來,改變的幅員。by area 是指在指定區(qū)域進(jìn)行DRC檢查。一般幅員較大時(shí),可以分塊檢查。 幅員驗(yàn)證工具DIVASwitch Names 在DRC文件中,我們?cè)O(shè)置的switch在這里都會(huì)出現(xiàn)。這個(gè)選項(xiàng)可以方便我們對(duì)幅員文件進(jìn)行分類檢查。這在大規(guī)模的電路檢查中非常重要。Echo Commands 選上時(shí)在執(zhí)行DRC的同時(shí)在CIW窗口中顯示DRC文件。Rules File 指明DRC規(guī)則文件的名稱,默認(rèn)為divaDRC.rulRules Library 這里選定規(guī)

18、則文件在哪個(gè)庫(kù)里。Machine 指明在哪臺(tái)機(jī)器上運(yùn)行DRC命令。local 表示在本機(jī)上運(yùn)行。對(duì)于我們來說,是在本機(jī)運(yùn)行的,選local。remote 表示在遠(yuǎn)程機(jī)器上運(yùn)行。Remote Machine Name 遠(yuǎn)程機(jī)器的名字。 幅員驗(yàn)證工具DIVA Diva 查錯(cuò): 錯(cuò)誤在幅員文件中會(huì)高亮顯示,很容易觀察到。另外也可以選擇Verify-Markers-Find菜單來幫助找錯(cuò)。單擊菜單后會(huì)彈出一個(gè)窗口,在這個(gè)窗口中單擊apply就可以顯示第一個(gè)錯(cuò)誤。同樣,可以選擇Verify-Markers-Explain來看錯(cuò)誤的原因提示。選中該菜單后,用鼠標(biāo)在幅員上出錯(cuò)了的地方單擊就可以了。也可以選擇

19、Verify-Markers-Delete把這些錯(cuò)誤提示刪除。 幅員驗(yàn)證工具DIVA幅員驗(yàn)證工具DIVA分析錯(cuò)誤（Explain）幅員驗(yàn)證工具DIVA幅員驗(yàn)證工具DIVAExtractor幅員驗(yàn)證工具DIVAExtractor 功能提取器件和互聯(lián)信息用于 ERC 或 LVS提取網(wǎng)表提取有寄生參數(shù)的幅員網(wǎng)表用于模擬提取層次FlatHierarchicalMicro幅員驗(yàn)證工具DIVAExtractor 界面幅員驗(yàn)證工具DIVA幅員驗(yàn)證工具DIVALVS幅員驗(yàn)證工具DIVALVS幅員驗(yàn)證工具DIVALVS Check幅員驗(yàn)證工具DraculaDracula （吸血鬼）是 Cadence 的一個(gè)獨(dú)立

20、的幅員驗(yàn)證工具,它采用批處理的工作方式。Dracula 功能強(qiáng)大,目前被認(rèn)為布局驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn),幾乎全世界所有的 IC 公司都拿它作 sigh-off 的憑據(jù)。特別是對(duì)整個(gè)芯片幅員的最后驗(yàn)證,一定要交由 Dracula 處理。 幅員驗(yàn)證工具DraculaBasics of Dracula Verication幅員驗(yàn)證與工藝相關(guān)-需要工藝信息數(shù)據(jù)庫(kù)幅員驗(yàn)證輸入-幅員數(shù)據(jù)(GDSII格式);網(wǎng)表信息(用于LVS);工藝相關(guān)信息驗(yàn)證方式-Incremental VS Full chip Hierarchical VS Flatten Online VS offline幅員驗(yàn)證工具DraculaDracu

21、la 主要功能:1設(shè)計(jì)規(guī)則檢查DRC *2電氣規(guī)則檢查ERC3幅員&原理圖一致性檢查L(zhǎng)VS *4幅員參數(shù)提取LPE5寄生電阻提取PRE幅員驗(yàn)證工具DraculaDracula 的處理流程幅員驗(yàn)證工具DraculaHow to Use Dracula Tool創(chuàng)立/獲取命令文件;填充設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息;編譯命令文件;提交執(zhí)行文件;查詢驗(yàn)證結(jié)果報(bào)表并修改錯(cuò)誤;幅員驗(yàn)證工具Dracula幅員GDSII 格式轉(zhuǎn)換 WHY：Dracula 處理對(duì)象是GDSII文件操作步驟：執(zhí)行：CIWFileExportStream彈出如下窗口：幅員驗(yàn)證工具Dracula運(yùn)行目錄輸出文件名What is this?幅員驗(yàn)證工

22、具DraculaIt is this,the two units should be consistent!These two items should be changed according to your design幅員驗(yàn)證工具DraculaDracula-DRC Function of DRC檢查布局設(shè)計(jì)與制程規(guī)則的一致性;根本設(shè)計(jì)規(guī)則包括各層width,spcing及不同層之間的spcing,enclosure等關(guān)系;設(shè)計(jì)規(guī)則的規(guī)定是基于process variation, equipment limitation,circuit reliability;特殊情況下,設(shè)計(jì)規(guī)則允許有

23、局部彈性;Dracula-DRCFind DRC Errors with InQueryDracula-DRCDracula DRC 驗(yàn)證步驟：把幅員的GDII文件導(dǎo)出到含有DRC規(guī)則文件的目錄（run directory）下；更改DRC文件中的INDISK和PRIMARY值；在xterm中,進(jìn)入含DRC規(guī)則文件的運(yùn)行目錄下,依次輸入如下命令： % PDRACULA %:/get DRC文件名 %:/fi % Dracula-DRC翻開待檢驗(yàn)單元的幅員視圖,在工作窗口選擇ToolsDracula Interface （對(duì)于4.45以下版本,選擇Tools-InQuery）,工具菜單里多出DRC、LVS等項(xiàng)。 Dracula-DRC選擇DRC-setup,彈出如以下圖所示對(duì)話框,在Run Directory欄中填入運(yùn)行DRC的路徑后,點(diǎn)OK,翻開的幅員中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤標(biāo)記。 Dracula-DRCDracula-LVSDracula LV