CMOS上机项目2cadence教程(IC设计工具原理)

CADENCE1IC设计工具原理（Cadence应用）CADENCE2第一章IC设计基础•集成电路设计就是根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期以保全全局优化，设计出满足要求的集成电路。其最终的输出是掩模版图，通过制版和工艺流片得到所需的集成电路。CADENCE3IC设计基础•集成电路制造过程示意图：CADENCE4IC设计基础•集成电路设计域主要包括三个方面：行为设计（集成电路的功能设计）结构设计（逻辑和电路设计）物理设计（光刻掩模版的几何特性和物理特性的具体实现）CADENCE5IC设计基础•IC设计流程：CADENCE6IC设计基础•典型的实际分层次设计流程：CADENCE7IC设计基础•分层次设计流程主要适用于数字系统设计，模拟IC设计基本上是手工设计。•即便是数字IC设计，也需要较多的人工干预。CADENCE8IC设计基础•IC设计方法（1）全定制设计（2）半定制设计通道门阵列法门海法（3）定制设计标准单元法通用单元法CADENCE9第二章EDA概述•电子设计自动化（EDA：ElectronicDesignAutomation）就是利用计算机作为工作平台进行电子自动化设计的一项技术。•涵盖内容：系统设计与仿真，电路设计与仿真，印制电路板设计与校正，集成电路版图设计数模混合设计，嵌入式系统设计，软硬件系统协同设计，系统芯片设计，可编程逻辑器件和可编程系统芯片设计，专用集成电路设计等CADENCE10EDA概述•EDA发展概况：（1）20世纪60、70年代出现计算机辅助设计（CAD）（2）随后出现CAE、CAM、CAT、CAQ。（3）20世纪80年代，初级的具有自动化功能的EDA出现。（4）20世纪90年代，EDA技术渗透到电子设计和集成电路设计各个领域，形成了区别于传统设计的整套设计思想和方法。（5）当前，深亚微米工艺和SoC设计对EDA技术提出更高更苛刻的要求。CADENCE11EDA概述•EDA应用于三方面：印制电路板的设计（PCB）可编程数字系统设计（CPLD、FPGA、SOPC）IC设计（ASIC,Soc）CADENCE12EDA概述•IC设计工具按其用途分类：（1）设计输入与仿真工具（Cadence公司的Virtuosocomposer、Verilog-XL、NC-verilog）（2）综合工具（Synopsys公司的DCExpert，Cadence公司的BuilderGates，Magma公司的BlastRTL）（3）布局和布线（CadencePKS和SE-PKS，Synopsys的PhysicalCompiler,Magma公司的BlastFusion）（4）物理版图设计和验证工具（Cadence公司的VirtuosoLayoutEditor，Synopsys公司的ComsSE,Tanner公司的L-edit）（5）模拟电路编辑与仿真（Synopsys公司的HSpice，Cadence公司的SpectreSimulator,Tanner公司的S-edit）CADENCE13EDA概述•EDA主要供应商：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SynopsysAltaEpicSynopsysIKOSCadenceCompassSynopsysVantageVantageCadenceSynopsysSynopsysCompassMentorGraphicsCadenceAvant!MentorGraphicsSunriseSynopsysCompassCADENCE14EDA概述•EDA业界三强：Cadence，强项为IC版图设计和PCB设计Synopsys，强项为逻辑综合MentorGraphics，强项为PCB设计和深亚微米IC设计验证和测试CADENCE15EDA概述•Cadence公司简介：成立于1988年，公司总部位于美国加利福尼亚州的SanJose，是全球最大的EDA供应商。•产品涵盖领域：包括系统顶层设计与仿真、信号处理、电路设计与仿真、PCB设计与分析、FPGA及ASIC设计以及深亚微米IC设计等。CADENCE16EDA概述Cadence全定制IC设计工具VirtuosSchematicComposerAnalogDesignEnvironmentVirtuosLayoutEditorSpectraVirtuosoLayoutSynthesizerAssuradraculaDivaCADENCE17第三章Cdence的系统组织结构大多数Cadence工具使用同样的库模型，库结构按目录结构组织数据，这利于不同工具之间的数据交互和一致操作。物理组织逻辑组织目录库子目录单元子目录视图CADENCE18TermsandDefinitions库（library）：特定工艺相关的单元集合单元（cell）：构成系统或芯片模块的设计对象视图（view）：单元的一种预定义类型的表示CIW：命令解释窗口CADENCE19系统启动系统启动1前端启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CADENCE20系统启动2版图工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）CADENCE21系统启动3系统级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CADENCE22系统启动CADENCE23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CADENCE24第四章模拟IC设计环境ADECADENCE25SchematicComposorCADENCE26SchematicComposorCADENCE27SchematicComposor•新建一个CellviewIntheCIWorLibraryManager,selectFile-New-CellviewCADENCE28SchematicComposor•添加器件SelectAdd-instancetodisplaytheAddInstanceformCADENCE29SchematicComposor•添加连线并给连线命名SelectAdd-WireorpressitoaddwiresforinstancesSelectAdd-WirenametodisplaytheviewofaddwirenameCADENCE30SchematicComposor•添加管脚SelectAdd-pinorpressp每一个管脚都有确定的名字和方向（input，output，orinputoutput）。管脚有三种类型：SchematicpinsSymbolpinsOffsheetpinsCADENCE31SchematicComposor•添加激励源Sourceandgroundcellsareintheanalogliblibrary.CADENCE32AnalogSimulation•模拟仿真流程：CADENCE33AnalogSimulation•启动仿真环境SelectTools-AnalogEnvironmentfromtheschematicmenubanner,orselectTools-AnalogEnvironment–SimulationfromtheCIWCADENCE34AnalogSimulation•设置仿真器Select–Simulator/Directory/HostCADENCE35AnalogSimulation•设置模型文件Selectthemodelfilesinsimulationwindow,SelectSetup-ModelLibrariesCADENCE36AnalogSimulation•设置设计变量SelectVariables-EditorclicktheEditVariablesiconCADENCE37AnalogSimulation•设置仿真类型SelectAnalyses-ChooseorclicktheChooseAnaysesiconCADENCE38AnalogSimulation•选择信号输出Select:Output-ToBePlotted-SelectOnSchematicCADENCE39AnalogSimulation•提取网表CADENCE40AnalogSimulation•运行仿真SelectSimulation-RunorSelecttheRuniconontherightsideofthesimulationwindowCADENCE41SimulationResultsDisplayTools•波形显示工具用于显示仿真数据，Cadence中波形显示及相关工具包括：WaveScanWaveformWindow（AWD）WaveformCalculator（WaveScan&AWD）ResultsBrowserSnapshotToolAnnotatingComponentDisplayCADENCE42SimulationResultsDisplayTools•波形显示工具选择：AccessiblefromtheSession-OptionscommandwindowinADEtoswitchbetweenAWDandWavescanCADENCE43SimulationResultsDisplayTools•TheWaveScanResultsBrowserSelectTools-ResultsBrowserfromADECADENCE44SimulationResultsDisplayTools•CalculatorinWaveScanCADENCE45SimulationResultsDisplayTools•TheWaveformWindow(AWD)