使用Virtuoso设计全定制版图

1使用Virtuoso设计全定制版图本文介绍利用virtuosolayouteditor（以后简称le）创建全定制版图，以及vituosole的一些使用说明。全文将用一个贯穿始终的例子来说明如何绘制全定制版图，一个最简单的反相器的版图.设计过程采用chartered（csm25rf）库—标准CMOS工艺库。具体内容包括：1）如何打开virtuosole和le的一些设置；2）使用LSW窗口；3）使用le创建一个版图；4）使用快捷键—bindkey;5）使用diva验证版图；6）使用diva进行LVS；登陆以后，首先要先创建自己的工作目录，比如Work,cdWork.从csm25rf库所在文件夹下拷贝display.drf文件到自己的工作目录下,你的工作目录下必须有display.drf文件，不然在LSW窗无法显示绘制版图需要的各个图层。从/CDS_ROOT/tools/dfII/cdsuser目录下拷贝.cdsinit文件到自己的目录下，该文件是Cadence自带的软件相关设置的文件，里面有相关字体的设置，Bindkey设置等，这里主要考虑Bindkey的设置，也可以设置自己的Bindkey，不过Cadence默认的设置是足够的。当然也可以单单靠鼠标来进行操作，virtuosole窗口有常用命令的工具栏，不过就我自己的感觉，用快捷键比鼠标要快很多。如果要运行DivaLVS还得有.simrc文件。（不过这里有一个问题，服务器上的.simrc文件的设置跟csm25rf库有不一致的地方，运行DivaLVS会出现目录LVS非法的错误。运行vituosole要打开virtuosole,首先要打开CIW窗口。在shell命令行下输入：icfb&进入CIW窗口，字符&使得cadence在后台工作（即可以在shell命令行执行其它命令），也可以在shell提示符下输入其它的命令来打开CIW窗口，如下图：（在这里也可以输入layout&或者layoutPlus&）2检查设计需要的相关库是否存在。在CIW窗口选择Tools-LibraryManager打开LibraryManager窗口，如下：确保csm25rf,basic和analogLib这三个库都已经存在，如果不存在就自己手动添加它们。小技巧：如果在自己的LibraryManager中发现有的Library的字的颜色是红色的,把该库删除掉,不然它可能会引起一些奇怪的问题来.一些相关的设置在CIW窗口中，选择Options-UserPreferences，在弹出的对话框中把Undolevel拖到最大10，这样在画板图的过程中，如果发现有错误的操作，在还没保存的情况下就可以通过撤销命令（Undo）来撤销相关的操作，UserPreference的设置窗口如下图。作为一个版图的新手，出现错误是无法避免的，virtuosole并不是很听话。当然如果还没保存，又发现有错误，但又撤销不了，或者是因为没有修改Undo3level值（默认为1），或者已经经过很多步的操作，这时也并不是一点办法都没有了，只要还没保存过，就可以在virtuosole窗口中运行design-disguardchange来返回到上次保存的状态，不过这个方法有时会浪费好长时间的工作。在CommandControls中把OptionDisplayedWhenCammandStart设置为on,则每次执行一个命令时其相应的对话框就会出现，在这种情况下，就可以对命令的一些参数进行设置，也有利于更好了解一些常用的命令。开始设计过程假如现在有如下图所示的逻辑电路图，技术库为csm25rf,P管和N管采用相同的尺寸，W=600n,L=3u。4现在要先建立自己的工作库。在CIW窗口中选择File-〉new-newlibrary建立自己的库。在弹出的对话框中，在libraryname中输入库的名字，比如guan;在Technology选项选择Attachtoanexistingtechfile,点击OK，弹出AttachDesignLibrarytoTechnologyFile的对话框，如下图：5在TechnologyLibrary选项卡中选择csm25rf,按下OK，两个对话框窗口消失。现在已经建立了自己的工作库guan,并且它与技术库csm25rf相关联。在前面的NewLibrary窗口TechnologyFile选项中，如果没有现成的技术库，而有相应的技术文件（techfile）,那么可以先选择Compileanewtechfile来创建自己的技术库。如果该选项被选上，点击OK后会弹出一个输入ASCII码文件（techfile）的对话框,在对话框中输入技术文件的完整路径，点击OK，如果没有错误，一个自己的技术库就生成了。不过利用这种方法生成的技术库里面包含的器件数量一般比较少，可以自行添加，这里涉及库开发的问题，超出本文的讨论范围。为了运行DivaLVS，还要把前面的逻辑电路图添加到刚刚创建的工作库中。下一步，创建相对于上图中的逻辑电路图的版图。在CIW窗口中，File-new-newcellview,打开创建新cellview的对话框。按照下图中的设置设置对话框，LibraryName选择guan,Tool选择Virtuoso,cellname为inv.点击OK。6这时会弹出三个窗口，其中一个是le的窗口，一个是le的说明窗口，另一个是LSW窗口。对于le和LSW窗口在后面的图片中会出现，在这里就省略了。下面的一段斜体字是Le和LSW窗口的相关使用说明及相关工艺，可以跳过去不看。Le及LSW窗口相关版图视窗（virtuosole）打开后，掩模版图(le)窗口显现。视窗由三部分组成：Iconmenu,menubanner,statusbanner.Iconmenu(图标菜单)缺省时位于版图图框的左边，列出了一些最常用的命令的图标,要查看图标所代表的指令，只需要将鼠标滑动到想要查看的图标上，图标下方即会显示出相应的指令。menubanner（菜单栏）,包含了编辑版图所需要的各项指令，并按相应的类别分组。几个常用的指令及相应的快捷键列举如下：ZoomIn-------放大(z)Zoomoutby2-------缩小2倍(Z)Save-------保存编辑(f2)Delete-------删除编辑(Del)Undo-------取消编辑(u)Redo-------恢复编辑(U)Move-------移动(m)Stretch-------伸缩(s)Rectangle-------编辑矩形图形(r)Polygon-------编辑多边形图形(P)Path-------编辑布线路径(p)Copy-------复制编辑(c)statusbanner（状态显示栏），位于menubanner的上方，显示的是坐标、当前编辑指令等状态信息。7在版图视窗外的左侧还有一个层选择窗口（LayerandSelectionWindowLSW）。LSW视图的功能：1）可选择所编辑图形所在的层；2）可选择哪些层可供编辑；3）可选择哪些层可以看到。只要在刚才运行Icfb的目录中有正确的display.drf文件的拷贝，在LSW窗口就会显示我们设计中需要的所有图层。为了简单起见，以下仅列出绘制我们这个版图所需的最少版图层次。层次名称说明NwellN阱PdiffP有源区NdiffN有源区CNT引线孔，连接金属与多晶硅/有源区Met1第一层金属，用于水平布线，如电源和地Via1通孔，连接metal1和metal2Met2第二层金属，用于垂直布线，如信号源的I/O口Text标签Poly2多晶硅，做mos的栅使用LSW窗口在LSW窗口的图层栏点击一个图层，比如metal1，则metal1为当前图层，在le窗口就可以画出该层的图形来，编辑过程不会有影响。如果想要只显示metal1层，那么请先选择metal1,然后在图层资源的上方选择NV,鼠标点击Le窗口，在键盘按下f键，则le视图窗口就隐藏其它的图层，这你可以只编辑该图层，而不受其它图层的影响。接着如果想要多显示另外一层，比如contact，用鼠标在LSW窗口点击contact,然后鼠标点击le窗口，按下f键，看看是不是contact层也显示出来了。利用同样的方法，可以显示更多的图层或者任意的一层或几层。当编辑完之后，要回到全部显示时，在LSW窗口选择AV，切换到Le窗口，按下f键，显示全部图层。8在建立相应的版图的图形后，如果需要编辑新建的图形，这时可能会遇到这样的一个问题，由于设计的版图比较复杂，多个图形叠加到一起，结果在想选择metal1的一个图形时，不小心选上了P管，而这时如果执行的命令是移动或者拉伸，就有可能造成先前管子的布局和位置的改变，如果是删除则可能会把管子删除掉，这会给的设计带来很大的不便。在这种情况下可以通过LSW窗口的来控制器具可选性，在LSW窗口中比较靠上方处有两个选项，默认都被选上，如果不想让器件为可选，则取消inst前面的选上标志，同样也可以取消Pin的可选性。另外也可以控制那些图层可以被编辑，方法类似于如何控制图层的显示，其中的选项为NS和AS，通过设置可以选择任意的图层来编辑。Le的相关选项设置在le菜单栏中，选择option-display（快捷键e）打开displayoptions对话框，如下图。在Displaylevels中把from0to0改为from0to21（或者其它的大于零的数），该选项设置显示的深度，如果不改，将无法看到调用的器件的内部结构。在MinorSpacing填入0.1，MajorSpacing：0.5，XSnapSpacing：0.01，YSnapSpacing：0.01。这些设置有利于编辑时候的图形对准，当然有时候会设置得更小。其它的保持默认。9还有一个需要更改设置的地方，选择option-layouteditor（快捷键shift+e）,在Layouteditoroption对话框中取消其中的gravityon选项，点击OK。请务必保证gravityon为off.添加器件现在添加反相器N管和P管，在工具栏中选择addinstance或者按快捷键（i），弹出添加器件对话10框（CreateInstance）,选择Browse，在BrowseLibrary对话框中，Library选择csm25rf,Cell为pmos_tk(厚栅)，view为layout改变管子的栅长和宽为w=3u,l=600n,如下图。然后在le窗口中点击鼠标左键，添加一个P管。用同样的方法添加一个N管，完成后的版图如下所示。图片的左边是LSW窗口，其结构：左上方为编辑菜单和帮助按钮，然后是当前选择的图层，接着下面是器件与Pin的可选性控制选项，再下来是全部可见与不可见，全部可选与不可选按钮，再下来是图层资源框。LSW窗口再过来就是le窗口的工具栏，其中列出大部分常用命令的按钮。11添加矩形在N管和P管之间需要用多晶硅来连接两个管子的栅。在LSW窗口中点击POLY2（在charter库中利用poly2作为管子的栅），切换到Le窗口，利用鼠标点击工具栏中的下方倒数第二个按钮或者按下r键，放大到两个管子之间的地方，就可以开始画矩形了，选择的第一个点是P管的多晶硅的左下角，第二个点是N管的多晶硅栅的右上角。如下图所示，多晶硅矩形把两个管子的栅连接到一起。12利用同样的方法在输出端用金属1把两个管子连接起来，该软件的默认设置是重复命令，即在画完一个矩形后可以不执行任何其它命令继续画更多的矩形，按ESC键来可以取消当前命令。但一旦执行下一个命令后，前一个命令自动取消。添加多边形在LSW窗口中选择MET1作为当前图层，在Create菜单选择Polygon或者按工具栏上下方倒数第四个按钮（shift+p）进入添加多边形状态，如果在先前userpreference对话框中选上了optiondisplayedwhencommandstart，则可以看到一个新建多边形的对话框，如下。这里SnapMode为