CADENCE全定制IC设计流程.docx

1、CADENCE全定制IC设计流程1. 全定制设计流程1.1 全定制设计 定制设计流程向用户提供数字,数模及数模混合电路设计和版图设计与版图设计与验证的全套工具，利用可以进行个层次的电路输入； 仿真环境提供多种电路仿真工具与环境接口;利用电路仿真器可以进行电路仿真与分析，以确保电路的正确性；提供版图编辑功能；利用 可以进行模字电路的自动版图设计，利用与 可以进行模拟或数模混合电路的版图设计，三种版图验证工具可以对不同规模的电路进行版图验证，以确保版图与电路的一致性。利用上述工具，你可以很方便地将设计转化为现实。下面给出全定制设计的流程图。2 的使用说明 也是众多使用内核的电路模拟软件之一。因此他

2、在使用上会有部分同我们平时所用到的相同。这里我将侧重讲一下它的一些特殊用法。 21 进入软件包一在工作站上使用在命令行中（提示符后，如：22）键入以下命令 (回车键)，其中& 表示后台工作。调出软件。 出现的主窗口如图2-1-1所示： 图 2-1-1主窗口二在机上使用1）将机的颜色属性改为256色（这一步必须）；2）打开软件，一般选用软件，以下是使用步骤： 选择（） 选择。选择10.13.71.32 或10.13.71.33。 选择。并点击后面的按钮，在弹出菜单中选择 。确认选择完毕后，点击！3）在提示符22 下键入 本机:0.0(回车) 4）在命令行中（提示符后，如：22）键入以下命令 (回

3、车键)即进入中。出现的主窗口如图1-1-1所示。以上是使用登陆的方法。在使用其他软件登陆时，可能在登录前要修改文件，方法如下： 在提示符下输入如下命令： （进入全屏幕编辑程序）将光标移至 22:0.0 处，将“22”改为机的，其它不变（重新回到服务器上运行时，还需按原样改回）。改完后存盘退出。然后输入如下命令： （重新载入该文件）以下介绍一下全屏幕编辑程序的一些使用方法：使用了两种状态，一是指令态（ ），另一是插入态（ ）。当处于指令态时，打入的内容会视作指令来解释；而当处于插入态时，就可以打入正文（）文件；大多数指令是单字符的。由插入态改变为指令态，按键；而由命令态转为插入态，则可以使用下面

4、的插入令，直接打入，无需再按键。在的指令态下，用h，j，k，l键移动光标，具体如下： h光标左移一个字符； j光标向下一行； k光标向上一行； l光标右移一个字符； 以下是一些基本插入命令（须用到的）的用法： i在光标处插入正文； x删除光标处的字符； 存盘退出； 要记著一点，在插入态处，不能打入指令，必需先按键，返回指令态。假若户不知 身处何态，也可以按键，不管处于何态，都会返回指令态其它的一些命令请读者自己参阅有关的书籍。 22 建立可进行模拟的单元文件主窗口分为信息窗口、命令行以及主菜单。信息窗口会给出一些系统信息（如出错信息，程序运行情况等）。在命令行中可以输入某些命令。如我们调用的命

5、令和一些其它命令，比较重要的有调出帮助文件的等。一菜单在菜单下，主要的菜单项有、等。在具体解释之前我们不妨先理顺一下以下几个关系。(库)的地位相当于文件夹，它用来存放一整个设计的所有数据，像一些子单元（）以及子单元（）中的多种视图（）。（单元）可以是一个简单的单元，像一个与非门，也可以是比较复杂的单元（由搭建而成）。则包含多种类型，常用的有，等等，他们各自代表什么意思以后将会一一提到。 菜单项的子菜单下有、两项。项打开 窗口，项打开 窗口，如图1-2-1和1-2-2所示。 图2-2-1 窗口图2-2-2 窗口1） 建立库():窗口分和 两部分。部分有和两项，分别输入要建立的的名称和路径。如果只

6、建立进行模拟的线路图，部分选择 t a 选项。如果在库中要创立掩模版或其它的物理数据（即要建立除了外的一些），则须选择 a (建立新的)或 (使用原有的)。2） 建立单元文件()：在 中选择存放新文件的库，在 中输入名称，然后在选项中选择工具(进行模拟)，在 中就会自动填上相应的 。当然在工具中还有很多别的工具，常用的象、等，分别建立的是、的视图（）。在 中，是系统自建的 文件的路径及名称(保存相关库的名称及路径)。菜单项打开相应的 窗口，如图2-2-3所示。在 中选择库名，在 中选择需要打开的单元名。项可以选择打开方式可编辑状态或者只读状态。 图 2-2-3 窗口项退出软件包。二菜单在菜单下

7、，主要的菜单项有 、 等。 项打开的是库管理器（ ）窗口，如图1-2-4所示。 图 2-2-4 窗口 在窗口的各部分中，分别显示的是、相应的内容。双击需要打开的名（或同时按住鼠标左右键从弹出菜单中选择项）即可以打开相应的文件。同样在 中也可以建立和。具体方法是点击，在下拉菜单中选择或即可。 项打开的是 窗口，如图2-2-5 所示。从菜单中选择 项，填入相应的库名和路径名，即可包括入相应的库。 图 2-2-5 窗口三 菜单 这个菜单中的最后一项 可以使用在版图编辑中，用来修改原始图层的一些属性。 选择主窗口的 ，打开相应的文件，即进入了 窗口，如图1-3-1所示。窗口左边的按钮分别(从上到下)为

8、 （检查并存盘）、（存盘）、 2（放图 2-3-1 窗口大两倍）、 2（缩小两倍）、（延伸）、（拷贝）、（删除）、（取消）、（属性）、（加元件）、()（画细线） 、()（画粗线） 、（管脚）、 、（重复），这些分别可以在菜单中找到相应的菜单项。 选择菜单，打开相应添加元件的窗口，如图1-3-2所示。点击，会弹出 窗口，一些常用的元器件都在库中。 一般选择， 不用自己填，系统会自己加上去 。添加完元件后需设定元件的模型名称（如果必须的话）以及一些参数的值，特别是管和三极管，一定要填 ， 图 1-3-2 添加元件窗口否则在模拟时会出错（我们一般使用华晶的元件）。填好后，就可以将元件添加到的编辑窗口

9、中去了。其它的一些连线、移动、删除、复制的操作和一般的工具差不多，这儿就不一一再说了。还有一点要提到的是，对于交叉相连的两条线，系统会有警告，可对连线稍作修改去除这个警告。 注： 以下是一些常用的快捷键：i添加元件，即打开添加元件的窗口；缩小两倍；扩大两倍；w连线（细线）；f全图显示；p查看元件属性。从一种状态转为另一种状态，按，或直接点击图标或使用快捷键。为了使电路图更加明了，一般在电路的输入输出部分加上脚。这在后面的例子中将会提到。 24 模拟的设置(重点)界面中的 项可以打开 图 2-4-1 窗口窗口，如图2-4-1 所示。这是模拟时用到的主要工具，接下去主要介绍一下有关的内容。一 菜单

10、包括 、 、 、等菜单项。 项回到电路图； 项打开相应的窗口，保存当前所设定的模拟所用到的各种 图2-4-2 窗口参数。如图2-4-2所示。窗口中的两项分别为状态名和选择需保存的内容。 打开相应的窗口，加载已经保存的状态。重置 。相当于重新打开一个模拟窗口。二菜单包括、 等菜单项：项选择所要模拟的线路图。项选择模拟使用的模型，系统提供的选项有、等等。我们一般用到的是和。其中采用进行的模拟更加精确。下面我们只以这两种工具为例说明。 打开如图2-4-3的窗口，可以设置模拟时的温度。图 2-4-3 温度设置窗口 打开如图2-4-4的窗口，设置元件模型的路径。系统会自动在所设定的路径下寻找器件 对应的

11、模型。 图2-4-4 模型路径设置窗口三菜单选择模拟类型。在下有、四个选项，分别对应的是交流分析、直流分析、瞬态分析和噪声分析。我们知道：交流分析是分析电流（电压）和频率之间的关系，因此在参数范围选择时是选择频率。直流分析是分析电流（电压）和电流（电压）间的关系。分析是分析参量值随时间变化的曲线。他们分别的窗口如下图所示。其设置很直观，这里就不在赘述。 图 2-4-5 瞬态分析设置图2-4-6 交流分析设置 图1-4-7 直流分析设置 而在中，可供选择的分析类型有很多，常用的还是、和，不过它们设置与不同。的设置只需填入模拟停止时间即可。 和分析的设置则更具特点：提供了变量扫描功能（和参量扫描有

12、些类似），其中可供选择的变量（）有（分析）、 和 。以下一一说明：在分析扫描频率（常规分析）时，只需填入起始频率和终止频率即可。而在扫描其他参数时，必须将整个电路固定在一个工作频率（ ）上，然后进行其它选择。要进行 扫描时，先点击 ，然后在电路图上选择所需扫描的器件，这时会弹出一个列有可供扫描参量名称的菜单，在其上选择即可。进行 扫描时只需填入 和 即可。当然，以上扫描都免不了要填写扫描范围，就不多说了。以下是一些图示：四菜单包括等子菜单项。项打开如图2-4-5的窗口。可以对变量进行添加、删除、查找、复制等操作。变量（）既可以是电路中元器件的某一个参量，也可以是一个表达式。变量将在参量扫描（

13、）时用到，以下会提到。 图 2-4-5变量编辑窗口 五其它有关的菜单项1） 子菜单可以打开如图1-4-6的窗口。它提供了一种很重要的分析方法参量分析的方法，也即参量扫描。可以对温度，用户自定义的变量（）进行扫描，从而找出最合适的值。以下详细说明：图 2-4-6 参量分析窗口参量扫描在模拟中，如果对某一元件的参数大小不确定，不知值取多大可以得到最优的结果时，可以将该参数设为变量，进行变量扫描，比较输出结果，从而确定参数的值。另外，对系统变量也可以进行扫描，如温度变量（）。步骤：a.在 窗口中添加新的变量,如是对系统变量(如温度)扫描，就略去这一步；b.在 窗口(如图1-4-5所示)中，填入变量名

14、称（温度变量是），设定扫描范围以及步长等。也可以点击，在 的弹出菜单中选择所需扫描的参量（除系统参量外，菜单中所列举的都是中设置的变量）。其实这个工作和我们前面提到的中的变量扫描很象，不过它更加完备（因为可以对一个表达式进行扫描），所以读者应当将两种方法都掌握。然后运行菜单下的子菜单，开始模拟，模拟结果会在窗口中显示。2） 子菜单用来在电路原理图上选取要显示的波形（点击连线选取节点电压，点击元件端点选取节点电流），这个菜单比较常用。当然我们需要输出的有时不仅仅是电流、电压，还有一些更高级的。比如说：带宽、增益等需要计算的值，这时我们可以在中设定其名称和表达式。在运行模拟之后，这些输出将会很直观

15、的显示出来。举个例子：标识3的点，我们用到的表达式如下：（(“)，3，“”）。需要注意的是：表达式一般都是通过计算器（）输入的。自带的计算器功能强大，除了输入一些普通表达式以外，还自带有一些特殊表达式，如、等等。本文在最后会对计算器作介绍。下面介绍一下 窗口的情况，在 窗口中靠右的一列按钮分别是： ：选择模拟的电路； （选择模拟的类型）：瞬态模拟、直流模拟或交流模拟； （变量编辑）：打开变量编辑窗口； ：输出设置；：删除变量等； ：开始模拟； ：停止模拟； ：波形输出。 15 模拟结果的显示以及处理在模拟有了结果之后，如果设定的有属性的话，系统会自动调出窗口，并显示的波形。如图2-5-1 所示

16、。图2-5-1 波形显示窗口其左边的一列按钮分别为：（删除）：删除图中的某个波形；（移动）：移动某个波形的位置，可以把几个波形叠加在一个坐标轴下；点击该按钮，然后点击需要移动的波形，再在目的地点击左键，即可完成移动操作；（取消）：取消前一次操作； 、 ：十字标志A和B；（计算器）：计算器工具（可以对输出波形进行特定的处理 ）； （坐标轴模式切换）：同一坐标显示所有波形或分别在各自的坐标下显示； ：添加子窗口。 16 一个例子D触发器1、 电路图的输入这是一个带R清零端（低电平有效）的D触发器，由20个管组成，其中管和 管各为10个，组成四个传输门、两个反门和两个与非门。具体的电路如图2-6-1

17、图 2-6-1 D触发器电路图 D触发器真值表时钟（）DQ0XQ100111 其中的一些参数设置如下：传输门的：W30，L3； 3p(在目录下) ：W15，L3； 3n;与非门的：W30，L3； ：W30，L3；非门的：W30，L3； ：W15，L3；电源直流电压:5.7V；R端的信号源(R): ; 3（信号源波形上有三个转折点）； 10s； 10V; 2100s； 20V; 3105s； 35V; 500; 时钟信号（）: 时钟信号的反（）: ; ; 10V; 15V; 25V; 20V; 5s; 5s; 5s; 5s; 100s; 100s; 200s; 200s; D端输入（D）: ;

18、10V; 25V; 5s; 5s; 100s; 200s;瞬态分析设置如下： :0 :1 :1s 得到的波形如图2-6-2所示： 图 1-6-2 模拟结果1 可以看到模拟的结果符合D触发器的逻辑。但是有一个问题出现了，注意到我们所设的时间是从01，但是输出的模拟结果到600s左右就截止了，这是和模拟的工具有关。为了得到较好的模拟结果，可以换一种工具来完成模拟。 在 窗口中选下的子菜单，出现如图1-6-3的设置窗口。在项中选择工具。然后在 弹出的设置窗口中设定 为1，模拟的结果如图1-6-4所示，将得到一个很好的结果。图 1-6-3 选择模拟工具窗口 图1-6-4 模拟结果 27 分模块模拟(建

19、立子模块)在电路越来越复杂的情况下，如果再花时间去建立一个象D触发器这样复杂的，明显会使工作更繁复。因此我们在建立了一个子电路后，可以将其看作一个整体，建立一个模块,即建立一个（ ），放在用户自己库里的作为一个器件()来用。下面通过子模块非门的建立，来说明这一内容。在 中分别建立非门()的()和()，如图1-7-1(a) 和1-7-1(b)所示。两者的的名称必须一致，这样才能建立起一一对应的关系。图 1-7-1(a) 图 1-7-1(b)建立()的步骤：在 中新建，在如图1-2-2的窗口的项选择,即建立的是();用子菜单和的命令画出如右图的形状；用子菜单的命令添加标签；用子菜单 命令添加选择框

20、。另一种建立()的方法是：打开()的()，用子菜单 命令。出现以下的窗口，如图1-7-2 图 2-7-2 从一个建立另一个输入相应的名称后，单击，就出现如图1-7-3的选项窗口。其建立的如图1-7-4所示，如果不是建立有常用符号的子模块，如与门，非门等逻辑门，这种方法是较快的。图 2-7-3 建立的选项窗口 图 2-7-4 第二种方法建立的图形这样就建立了一个最简单的子模块非门。在模拟过程中，就可以通过添加元器件（）来直接将非门加到电路中来，而不用具体画出其内部的结构，这实际上就是以一个简单的来代替其内部的复杂结构。以此类推，可以将小模块一步步的拼凑成大的模块，直接用于模拟仿真。有一点要注意的

21、是：对于有源器件（如非门）建立，必须在原始电路图上添加中的源和地，而且源的电压值也需要设定好，否则变为搭成电路后会出错。当然用于模拟时设定的激励源是不用加在电路图中的 28 其它的一些内容计算器 计算器有两种格式，一种是代数格式，另一种（逆波兰）格式。有时需要对窗口中显示的波形进行处理，如改变坐标轴的单位（将电压单位改成分贝形式等），比较两个量的差值（显示两个电压的差）。所有的这些可以用工具来实现，如图1-8-1所示。 除了常规的计算以外，计算器还可以完成波形处理等工作。下面就简单地介绍一下常用的内容。 图 2-8-1 计算器工具 图2-8-1中显示的是逆波兰模式。菜单 或 可以切换模式。窗口

22、中的按钮可以分为下面几个部分：1. 功能键（选择、打印波形曲线，绘波形图）；2. 常规计算器键盘；3. 函数键。下面分别介绍他们的功能。一功能键：1. ：打开结果浏览窗口（ ）。它有如下作用：。观察模拟波形和文本结果。绘制波形。将波形表达式直接拷入计算器窗口中2、：从波形窗口（ ）中选择所要处理的曲线波形。是选择单一的波形，是选择一组波形（如参数扫描得到的曲线簇）。3、：在波形窗口（ ）中绘制曲线波形。 是先擦除原先的波形，然后再绘出新的曲线波形；是直接在原波形窗口中追加新的曲线波形。4、：打印曲线波形抑或是显示测量的数值。5.电原理图表达式键：在电原理图中选择需要处理的数据（如电压、电流）具

23、体如下表所示。瞬态电压瞬态电流频率电压频率电流源扫描电压源扫描电流直流电压直流工作点噪声电压瞬态工作点变量模型参数二常规计算器键盘：这部分和常规计算器的键盘基本相同，除了少数几个键，如键。对于逆波兰模式，其输入形式需遵循逆波兰表达式的格式。先介绍几个键：上次（显示窗口）中的数值或变量、xy：中的值与1（堆栈1）的值互换、：下压堆栈、：堆栈弹出、：清除中的值、：将和中的所有值都清除。下面举个例子：输入（1x）。其输入步骤为：1，x，/三函数键1 常规函数键：如下表所示。三角函数，其他常规函数幅度相位实部虚部、10、10、20、10*x、y*x、x*2、1、常规算术函数自定义函数F1、F2、F3、

24、F42 特殊函数键：在 的下拉框中有下列函数，如表所示。函数名说明X轴位移在函数限制的范围内画波形取两个波形的卷积指数函数估计周期（准周期）波形的周期增益带宽积 增益裕量 相位裕量 上升时间 摆率带宽下面将举例说明计算器波形处理功能的应用。如已得到如图1-8-2的电压的交流响应波形图，要计算它的-3带宽。步骤如下：1） 点击左边的键，然后在波形图中点击波形，在计算器的显示窗口中就会显示出该波形的名称；2） 在 的下拉框中选择，得到如下窗口，在处填3，在处选择（表示低通，表示高通，表示带通）,然后。3） 点击键，就可以在窗口得到结果如图1-8-3所示。图 3处理波形：4） 点击左边的键，然后在电

25、路原理图中选中所需要的波形，拖至计算器的命令行处，此处就会显示该波形的名称；5） 再结合右边的函数键，得到想要的表达式。如要得到分贝的形式，就点击10或20的键。6） 点击左边的键，就可以在窗口得到结果。 2-8-2 交流响应波形图 图2-8-3 表示图 3 高速电路仿真器31 仿真器简介 公司的 电路仿真器是一种高性能，先进的电路仿真器，它最基本的用法和仿真器相似，但它并不是的升级版，对用户来说它能够带来更快捷，更精确，更可靠和更灵活的电路仿真。电路仿真器采用新的结构以及先进的算法技术，能更快的速度处理更大的电路。以前采用大型电路时，常会因瞬态或分析不收敛导致的错误结果或存储器溢处，而电路仿

26、真器解决了这些问题。用户可以独立地运行，也可以在 设计系统中运行。 仿真器自身带有一种波形显示工具 ()用于显示仿真结果。 仿真器配合仿真器可在 环境中对数模混合信号进行仿真，它擅长于对上万门级的电路仿真 仿真器不仅完整地集成到 2设计环境做为 设计系统的一部分，而且还集成到模拟工作平台系统，用户可用它得到各种不同的输出格式的网表文件。 验证系统，验证系统和验证系统生成的网表都可以被仿真器识别。32 仿真器的特点 可仿真的电路晶体管数超过5万 速度比传统的仿真器快了3倍以上 支持 2g6间兼容输入文件 采用电荷守恒模式保证精度 警告用户电路中大量可导致收敛或精度问题的不合规则的情况，支持所有的

27、分析损耗和分散传输线以及由参数数据文件描述的线性端上 联合实现混合信号仿真3. 3 仿真器对网表文件的仿真实例 如图3-1所示，给出电路网表，这是一个震荡器电路。文件名为图3-1现在对这个网表进行仿真，在提示符下键入下述命令: 这时仿真器开始对网表进行编译，成功后在当前目录中将生成文件目录，它包含了电路中各个结点瞬态信号的信息。为了看到这些信号的波形，还需要键入下述命令: 启动波形显示工具 ()，这时候将同时弹出以下几个窗口。图3-2图3-3用右键点击 窗中的黄色条，你将会看到该黄色条所代表结点的信号波形，下面我们点击黄色条，在 中会出现下述波形，图6-4：图3-4图3-5这是将上面的图的部分放大所得。我们可以清楚地看到波形的具体变化情况，如图3-5。 至此，我们对电路仿真器有了一个基本的认识，掌握了它的基本操作流程，但这些对于一个完整电路的仿真还有所欠缺，因为对于大多数的大规模集成电路来说，它不仅包含有模拟电路，还包含有数字电路，要对其进行仿真，需要配合来完成，由于时间关系，无法对数字仿真器继续加以介绍。