反相器设计前仿与后仿流程.docx

1、反相器设计前仿与后仿流程前端电路设计与仿真第一节双反相器的前端设计流程1、画双反相器的visio原理图图1.1其中双反相器的输入为in 输出为out，fa为内部节点。电源电压VDD=1.8V，MOS管用的是TSMC的1.8V典型MOS管(在Hspice里面的名称为pch和nch，在Cadence里面的名称为pmos2v和nmos2v)。2、编写.sp文件新建dualinv.txt文件然后将后缀名改为dualinv.sp文件具体实例.sp文件内容如下：.lib F:Program Filessynopsysrf018.l TT 是TSMC用于仿真的模型文件位置和选择的具体工艺角*这里选择TT工艺

2、角*划红线部分的数据请参考excel文件尺寸对应6参数，MOS管的W不同对应的6个尺寸是不同的， 但是这六个尺寸不随着L的变化而变化。划紫色线条处的端口名称和顺序一定要一致MOS场效应晶体管描述语句：(与后端提取pex输出的网表格式相同)MMX D G S B MNAME 2.1、在windowXP开始-程序这里打开Hspice程序2.2、弹出以下画面然后进行仿真查看波形按钮按下后弹出以下对话框如果要查看内部节点的波形，双击Top处如果要查看测量语句的输出结果请查看 .MTO文件(用记事本打开)至此前端仿真教程结束第二节后端电路设计前序(打开Cadence软件)一、开启linux系统双击桌面虚

3、拟机的图标选择Power on this virtual machine开启linux之后在桌面右键选择 Open Terminal输入 xhost local：命令 按回车之后输入 su xue命令 按回车，这样就进入了xue用户1、输入命令加载calibre软件的license，按回车，等到出现以下画面再关闭Terminal窗口2、然后桌面右键重新打开Terminal进入学用户，开启Cadence软件，如下图然后出现cadence软件的界面关闭这个help窗口，剩下下面这个窗口，这样cadence软件就开启了如果在操作过程中关闭了cadence，只需要执行步骤2即可，步骤1加载calibr

4、e的license只在linux重启或者刚开启的时候运行一次就可以了。双反相器的后端设计流程一、schematic电路图绘制 1、注意-在Cadence中画schematic电路图时，每一个节点都需要命名，不然在参数提取之后没有命名的那些节点会被系统自动命名，导致用HSPICE查看内部节点波形时难以迅速找到自己需要的节点。2、打开Cadence软件新建库和单元Cell View用命令icfb&打开Cadence软件后弹出以下CIW窗口 选择Flie-New-Libirary之后弹出以下窗口这里我们新建一个名为ttest的库。(注意：在新建library的时候要attach to an exis

5、ting techfile)点击OK以后弹出以下窗口在technology library这里选择我们的TSMC库tsmc18rf然后点击OK在CIW窗口的tools菜单中选择第二个library manager之后弹出以下窗口我们可以看到左边Library里面有我们之间建立的ttest库，用鼠标左键选择ttest，发现它的Cell和View都是空的。然后在该窗口的File-New-Cell View新建一个单元Cell View弹出以下窗口在窗口的Cell name中输入我们需要取的名字，这里取的是dualinv。点击OK后自动弹出画schematic的窗口3、画schematic电路图点击

6、上面的这个作图版面，在键盘上按快捷键i会出现添加器件的窗口点击Browse后弹出以下窗口这里选中TSMC的库tsmc18rf，在Cell中选中pmos2v，view中选中symbol然后鼠标移到外面的画图板上，就会出现一个PMOS管，左键点击就可以放上去了，按ESC回到正常的光标状态。同理，选中TSMC库中的nmos2v，就可以添加NMOS管。(按快捷键M，然后再点击一下（选中）器件即可以移动器件)接下来修改MOS管的尺寸，我们看到上述MOS管的默认尺寸都是L=180n W=2u我们这里将PMOS管修改为W=720n NMOS管修改为W=220n(注意：TSMC 0.18um库nmos2v和p

7、mos2v最小的W只能设置到220nm，而不能设置到180nm)鼠标左键选中一个器件(如M0)，然后按快捷键Q（property），出现以下调整MOS管属性窗口 在w(M)的文本框中修改前面的2u 修改成我们需要的720n 然后点击OK即可同理修改NMOS管的W=220n。之后开始连线 按快捷键W（wire）即可然后添加PIN脚(即与外部信号相连的端口，从图1.1可以看出这个双反相器电路涉及到的PIN脚有in out vdd gnd)注意：由于目前的工艺是P阱衬底，所以全部NMOS管的衬底即B端要接gnd，而PMOS管的衬底可以接自己的S端或者vdd，一般只接VDD不接S知识补充：MOS管的衬

8、底B端接S才能不引起衬偏，衬偏了会造成阈值电压增大按快捷键P就可以添加PIN脚在pin name中输入名称 Direction中选中pin脚的方向(其中in的direction是input out的direction是output gnd和vdd的direction是inputoutput)然后按回车，光标上就会出现一个pin的光影，点击鼠标左键即可摆放摆放pin脚之后，将PIN脚与电路相连，同样用快捷键W来连线由于图1.1中还有一个内部节点fa，这里我们就需要给内部节点命名。按快捷键L，出现命名窗口在names这里输入fa，然后按回车然后鼠标上出现fa光影，将fa移到内部需要命名的线上点击左

9、键即可。然后保存电路通用，也可以用快捷键L 来连接两个单元：这样就不用连线，却能保证两个单元连接到一起。在画图板左边工具栏里面选中第一个check and save4、将电路图创建成为一个symbol，用于仿真电路选择DesignCreate Cellview- From Cellview 弹出以下窗口点击OK弹出以下窗口这里主要是Top Pins和Botton Pins这里需要修改，修改成如下图点击OK 弹出以下电路 点击save按钮保存这样我们就会看到在library manager里面就多出了一个该电路的symbol5、用spectre仿真器仿真电路(这里仿真一下电路主要是验证一下自己电

10、路有没有画错，如果电路逻辑功能正确，那么基本上可以保证自己刚才画的电路是正确的)新建一个名为dualtest的Cell View单元（在Library Manager下）点击OK按快捷键i添加我们之前给双反相器电路创建的symbol然后出现下图接下来就要给各个端口加激励信号和电源了按I添加器件，在analoglib中首先选择直流电压Vdc，另外还要选择vpwl作为线性分段信号源。按Q修改vdc的属性在DC voltage这里将电压值设置为1.8v(注意，只要填入1.8即可，不要带入单位)同样修改vpwl的属性(这里我们设置一个3段线性信号，即6个点)，如下图此外我们还要添加一个gnd器件作为基

11、准地信号(在analoglib中选择)添加完器件之后如下图(注意：电路的gnd与标准地gnd之间要添加一个0V的直流电压)接下来连线以及给输出端添加一个PIN，如下图 然后按check and save保存选择tools中的Analog environment弹出以下窗口选择右边工具框中的第二个，弹出以下窗口这里设置仿真的停止时间(该时间根据自己具体需要填写)，然后点OK接下来设置需要看波形的那些端口 outputsTo Be PlottedSelect On Schematic然后在要看波形的线条上单击鼠标左键点一下即可点完之后该线条会变颜色以及闪烁，之前的Analog environmen

12、t窗口的outputs中也会出现相应的名称然后点击右边工具栏中得倒数第三个Netlist and Run电路正确的话就会有波形 点击该图标是分离重叠的波形其他快捷键E 看symol里面的电路Ctrl+E 退出看内部电路F 让原理图居中P PIN管脚快捷键W 连线L 命名连线 C 复制Q 器件属性M 移动U 撤销其他相关设置：设置回退次数 CIW窗口-options-user preference多个器件属性一起修改，用shift选中以后然后选all selected(原先是only current)二、版图设计打开dualinv的schematic电路图，然后Tools-Design Synt

13、hesis-Layout XL之后弹出以下对话框点击OK后弹出点击OK就会自动弹出画layout的版面此时键盘上按E键，出现设置窗口这里修改分辨率，将X Snap Spacing 和Y Snap Spacing 修改为0.005，方便之后的画图。点击OK在画layout版面的菜单中选择 Design-Gen From source 然后弹出以下窗口点击OK即可，版面上就生成与原schematic电路图相对于尺寸的MOS管，如下图注：可以不gen from source而直接在画版图的版面按快捷键I添加layout器件，再修改尺寸，这样也可以通过LVS(经过测试即使版图中MOS的编号和schem

14、atic中的不同，但是最终输出子电路中MOS管编号跟schematic是相同的) 选择那四个绿色的方框和紫色的线，按delete删除，删除后就剩下四个MOS管。按shift+F 将MOS管转换为可视的layout结构，并用M快捷键来移动MOS管，此时整个版面上就剩下四个MOS管了，（Ctrl+F可以还原为Schematic结构）如下图工具栏左边的放大镜可以放大和缩小，或者使用快捷键Z(放大)，shift+z缩小(按了Z键要选某一个区域才能放大，不是直接放大与缩小)接下来开始画图：1、 画PMOS管和NMOS管相连的栅极(用LSW窗口中得POLY1来画)选中POLY1 drw 然后点版图，然后按R(画方框)，Q属性可以看到是dg （在空白处）按S键，鼠标移到矩形框的边，就能修改矩形框。修改之后让矩形框与PMOS管 NMOS管的栅极对齐。(一定要对齐，不然DRC报错)放大可以看到他们是否对齐，这样的是对齐的。这样就是没对齐。画好POLY1以后如下图2、画金属走线由于该电路简单，只需要一层金属即可，所以只需要LSW中的metal1在LSW中选中METAL1 drw，然