cadence入门教程

本文介绍cadence软件的入门学习，原理图的创建、仿真，画版图和后仿真等一全套过程，本教程适合与初学着，讲到尽量的详细和简单，按照给出的步骤可以完全的从头到尾走一遍，本教程一最简单的反相器为例。打开终端，进入文件夹目录，输入icfb&启动软件，主要中间有个空格。启动后出现下图：点击Tools的LibraryManager，出现如下：上面显示的是文件管理窗口，可以看到文件存放的结构，其中Library就是文件夹，Cell就是一个单元，View就是Cell的不同表现形式，比如一个mos管是一个Cell，但是mos管有原理图模型，有版图模型，有hspice参数模型，有spectre参数模型等，这就列举了Cell的4个View。他们之间是树状的关系，即，Library里面有多个Cell，一个Cell里面有多个View。应该保持一个好习惯就是每个工程都应该建立一个Library，Cell和View之间的管理将在后面介绍。现在建立工程，新建一个Library，如下左图，出现的对话框如下有图：在上右图中选择合适的目录，并敲入名字，这里取的是inv，这就是新建的文件夹的名字，以后的各种文件都在这个文件夹下。OK后出现下面对话框这个对话框是选择是否链接techfile，如果只是原理图仿真而不用画版图，就选择Dontneedatechfile，这里我们要画版图，而且有工艺库，选择Attachtoanexistingtechfile，OK后出现下面对话框：在technologyLibrary选择tsmc18rf，我们使用的是这个工艺库。Inv的文件夹就建好了，在LibraryManager就有它了，如下图：文件夹建好了后，我们要建立原理图，在inv的Library里面新建Cell如下：然后出现新建Cell的对话框如下：我这里取的名字是sche注意ViewName是填的schematic，Tool用的是这个。点击OK之后发现LibraryManager里面有如下变化：Cell里面多了sche，View里面出来了schematic，同时schematicediting窗口会打开，如果没有打开，可以双击View中的schematic打开，打开如下：我们的原理图将在上面的面板中画，schematicediting面板中的左边图标的意思我这里级不说了，可以看看其他版本的介绍。下面开始介绍画原理图的步骤。下图是我们最终要画的原理图，一个简单的非门。先对这个图进行说明。绿色的vdd，它只是一个标号，说明每个vdd是连接在一起的，它并不提供电压和电流，真正的电源是V0。同样，gnd也是一样，只是一个连接的标记。图中的参数和网络标号是比较多了，不要看糊了。不管什么电路，所有nmos的B极是接地的，所有pmos管的B极是接电源的。V1是信号源，这里是个方波。先介绍一些快捷键，快捷键以后会经常使用。i是添加instance（instance）f是合适的显示所有内容（fit）m是移动（move）w是连线（wire）q看属性（property）p添加引脚（pin）s是保存（save）x是检查并保存，这个经常使用，它会检查一些简单的连线错误。鼠标上的前后滚轮是放大、缩小e进入symbol的内部电路Ctrl+e从symbol内部电路中退回[是缩小]是放大按住shift拖动是复制添加Delete是删除r是90度旋转r后再按F3可以选择左右翻转或者上下翻转方向键当然可以上下左右移动Esc这个很重要，是退出当前快捷方式，要经常使用。除非选择了另外的快捷键，否则当前的快捷键一直存在，所以经常用esc现在放置vdd，如下图，点击Add的Instance，或者直接按键i。将出现下面的对话框：如果不知道库名和Cell名，就点击Browse，出现如下：Vdd在analogLib库里面，找到vdd，选择View为symbol，然后将此窗口关掉，然后会发现，在Addinstance窗口中已经将vdd的相关信息加入进来了，如下图，同时vdd已经悬浮在鼠标上，可以点击Hide将此窗口隐藏，然后可以随便放置vdd了。同样的原理放置gnd。记得使用i来添加instance的方法。vdc是直流电压，也在analogLib库里面，同样放置，vpulse是方波发生器，也在analogLib库里面，同样放置，放完后如下图：然后就是仿真mos管了，使用的是tsmc18rf的库，元件名是nmos2v和pmos2v可以看得出来，库名是tsmc18rf，库里面有很多元件，即很多Cell，每一个Cell又有很多模型。所有的放置完后如下图：按w键，开始连线，连线完后如下图注意mos管的B极别忘了接。从左上角的Cmd可以看到当前使用的是什么命令。接下来就是要设置参数了。单击V0将它选择，按q键，则弹出它的属性对话框如下：V0是直流电压，我们用的是0.18um的工艺库，电源电压是1.8V，这里只要设置DCvoltage为1.8就可以了，这个软件所以参数的设置就不用最好的单位，比如1.8V只要些1.8就可以了，加了V反而错了。再如10ns只要些10n就可以了。点击OK退出。然后点击V1，按q键，打开V1的属性如下：这里需要设置的参数多些，方波嘛，有两个电压，这里设置的voltage1为0，2为1.8V，后面的单位都是系统加上的。Delaytime是延时时间，risetime是上升时间，falltime是下降时间，pulsewidth是脉冲宽度，也就是voltage2的持续时间，period是方波的周期，这样，一个方波就被完全确定了。点击OK退出。然后是MOS管的参数，如下：主要是设置宽和长，这里不改。到这里参数是设置就结束了，原理图就画完了，记得按x键检查并保存。接下来是仿真，打开仿真窗口，从原理图窗口中点击tools的analogEnvironment，如下图出现如下窗口这里面是主要的，所有仿真都在这里设置的，各个功能的介绍这里就不介绍了，参加其他教程。在我们的例子中，我们需要的是瞬态仿真。下面设置瞬态仿真，点击analyses的choose...，如下图:将出现下面的对话框:这里有很多的仿真模式，我们使用的瞬态仿真是tran，其他的我也不介绍了，stoptime填10n，因为上面信号源的设置是2ns的周期，显示5个周期就差不多了。然后选中conservative，表明是最高精度的分析，然后选中enabled，使能tran仿真，点击OK退出。可以发现仿真窗口发生了变化如下：我们这个的仿真设置就这样好了，下面开始仿真。点击simulation的NetlistandRun，如下图：它有可能出现一个介绍性的东西，也有可能不出现，如果出现了点击OK就可以了，完了后会出现一个仿真的信息窗口，如下图：如果一切顺利就会出现上面这个东西，如果你的库没有安装好，会在这个里面报错。仿真结束了，然后就是看波形了。点击tools里面的resultsbrowser，如下图：将出现如下图的results窗口：双击tran-tran，出现如下：有个net18和net22，当然这个名字可能各易。右键net18会出现上图的情况，其中append表示在当前图形窗口中添加net18的图形，如果当前没有图形窗口则显示net18的图形。其他的这里不介绍了。下图中可以看到，net18是非门的输出，net22是输入，也即信号。如果没有显示net信息，这可以通过下面的方法显示。点击results的annotate的netnames。这里面是些显示的设置，具体这里不介绍了。下面看波形：将net18和net22的波形都显示出来：显示出来的波形如下：然后观察波形，看是否满足原理图的逻辑，点击这个可以得到下面的图形：可以看得出，它符合一个非门的逻辑。点击这个可以将部分图形横向拉开，如下图：可以看到，绿色的是输入的方波，下降沿的时间的1ps，观测反相器的上升沿的时间。红色的输出在输入跳变时也有个相应的跳变，那是因为mos管gd之间的电容造成的，将输入信号耦合到了输出。如果输入信号的上升和下降时间设置慢些，这个现象就不是很明显了。到此，原理图的仿真就完了。每次更改原理图后，仿真前都得x（检查并保存），可以不s（保存）。在关闭仿真窗口analogdesignEnvironment时会提示是否保存当前状态，选择保存就可以了：接下来还有一个，也选OK就可以了。关闭过程有点慢。一般的，都会将一个模块做成一个symbol，然后另外搭建测试电路，而且如果是要做版图，版图是不能将测试电路做进去的，也得将要做的版图部分做一个模块，所以下面就将它改成instance的形式。先将测试电路删掉，然后加入输入和输出的pin。删掉后如下：按键p，弹出pin的对话框如下：Pinname填in，direction选input，Attachnetexpression选no，然后点击hide，放置pin就可以了，同样放入out，不过方向要选择output。完了之后的图形如下：然后要把它做成一个symbol，记得保存，不但要x（检查并保存）也要s（保存），否则symbol不一定同步。点击design的createcellview的fromcellview，如下图：出现下图：点击ok，得下图：这里我们不需要更改，直接OK，得下图：这就是封装后的symbol，只有接口，其中instancename和partname可以更改，点击，按键q，改为inv这样，symbol就建好了，记得保存。可以看到LibraryManager里面多出来了一个symbol现在要建立测试电路，测试电路也是原理图，得另外新建一个cell，建完后如下：在测试电路sche_test的schematic里面建立电路，在这里要把我们刚生产的inv的symbol加进来，过程和前面加vdd们的一样，按键i，browser，然后选择inv的symbol，如下：建立完了的测试电路如下：在这里加了个负载电容，容量为50fF，f是比p还小三个数量级的单位，为10的-15次方。其他的仿真和上面介绍的是相同的。选中inv，按键e，点OK，可以进入其内部电路，ctrl+e可以退回。点击连接gnd的线，然后按键q，看线的属性，如下图：可以发现，netname是gnd！而不是gnd，这个很重要，加！说明是全局变量，这样才能跟底层的gnd！连接在一起。同样，vdd！，但是其他的都不是！好了，到这里原理图部分就介绍完了。下面介绍版图。这里开始介绍版图。我们是要画这个电路的版图：其他的原理图都可以关掉。记得保存。版图要注意文件结果，不要放错了，否则后面比较麻烦，现在文件结构如下：现在要新建一个版图的Cell，最好是将版图文件和你要建立版图对应的原理图放在同一个Cell里面，过程如下：得到：在上右图中，Cellname还是sche，不变，但是tool变了，改变了tool后，viewname会自动改为layout。点击OK。会出现很多变化：文件结构多了个layout而且出现了这两个：左边表示版图的各个层，右边是画版图的区域。很有必要将左边的各层介绍介绍，已经假设你对mos管的物理结构比较了解。PWELL是P阱。NWELL是N阱。DIFF是扩散区，也叫有源区active。POLY1是栅极。PIMP是选择进行P型扩散。NIMP是选择进行N型扩散。CONT是接触孔contact。MENTAL1是金属1层。其他的暂时用不到。关键是不同的工艺库，它的颜色和名字都不同，不能通用，所以这里比较困难。我们使用另外一个工具来画版图，点击tools的layoutXL，如下图：可能没有明显的变化，但是实质上是有变换的。我们用软件自动生成的办法来做。点击design的genfromsource，如下图：得到下图：这个图中的设置很重要！在I/Opins栏中，将NWELLpn改为METAL1pn，主要不要改错了，不是METAL1dg，然后点击Apply，可以发现中间的4个端口参数都变了。另外在PinLabelShape栏中，选中Lable，点击后面的PinLabelOptions，打开下面对话框：He