UNI 公 l898 集成电路设计实习Ⅵ LSI Design Labs 单元实验一(第一次课) 基本门电路设计一一反相器 2011-2012 Institute of Microelectronics Peking University eserved
2011-2012 All rights reserved Institute of Microelectronics Peking University 集成电路设计实习 VLSI Design Labs 单元实验一（第一次课） 基本门电路设计－－反相器
实验目的及时间安排 ●掌握基本门电路的设计方法 ●熟悉 Cadence的设计数据管理结构,以及定制设计的原理图输入 电路仿真、版图设计、版图验证工具的使用 ●电路结构和优化设计可以参考甘老师《集成电路原理与设计》 完成反相器的设计 ●设计时间:一次课完成反相器的设计 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright O 2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 2 实验目的及时间安排 掌握基本门电路的设计方法 熟悉Cadence的设计数据管理结构，以及定制设计的原理图输入、 电路仿真、版图设计、版图验证工具的使用 电路结构和优化设计可以参考甘老师《集成电路原理与设计》 完成反相器的设计 设计时间：一次课完成反相器的设计
反相器的设计 ●设计目的:基于 Chart0.35um工艺完成一个具有逻辑反相功能的 电路 ●设计要求: ●反相器的逻辑阈值在∨dd/2附近,即噪声容限最大 ●反相器的版图高度限制为13微米,电源和地线宽度各为2微米 ●反相器宽度限制为mos器件不折栅 ●为了给顶层设计留出更多的布线资源,版图中只能使用金属1和多晶 硅作为互连线,输入,输出和电源、地线等pin脚必须使用金属1 ●版图满足设计规则要求,并通过LVS检查 ●为了满足以后复杂门电路设计的需要,要求反相器版图满足上、下、 左、右并置排列的时候不违反设计规则 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright O 2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 3 反相器的设计 设计目的：基于Chart 0.35um工艺完成一个具有逻辑反相功能的 电路 设计要求： 反相器的逻辑阈值在Vdd/2附近，即噪声容限最大 反相器的版图高度限制为13微米，电源和地线宽度各为2微米 反相器宽度限制为mos器件不折栅 为了给顶层设计留出更多的布线资源，版图中只能使用金属1和多晶 硅作为互连线，输入，输出和电源、地线等pin脚必须使用金属1 版图满足设计规则要求，并通过LVS检查 为了满足以后复杂门电路设计的需要，要求反相器版图满足上、下、 左、右并置排列的时候不违反设计规则
如何开始设计 ●作为我们的第一个设计,请按照后面的具体指导进行 ●设计过程: ●设置 Cadence环境 ●启动 limb ●建立自己的设计库 ●用 Virtuoso Schematic Composer画电路图 ●在 Analog Design Environment中进行电路仿真 ●用 Virtuoso(XL) Layout Editer画版图 ●利用diva工具进行版图验证和提取 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright O 2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 4 如何开始设计 作为我们的第一个设计，请按照后面的具体指导进行 设计过程： 设置Cadence环境 启动icfb 建立自己的设计库 用Virtuoso Schematic Composer 画电路图 在Analog Design Environment中进行电路仿真 用Virtuoso（XL）Layout Editer画版图 利用diva工具进行版图验证和提取
1熟悉设计环境 ●在本地目录中建立自己的工作目录,名称为姓名缩写加上学号后 四位,例如js0459 将设计数据包 dsnLab. tar. gz文件拷贝到自己的工作目录,可以用 命令行cp命令,也可以用鼠标拖动十 contro键(注意一定在移动 过程中按住 contro键) 利用gzjp-d命令将设计数据解压,利用tar-Xv命令将数据解包, 输入文件名的过程中按Esc键可以帮助自动完成相关输入 ●解压完成后可以看到 IdsnLab目录,为我们的设计目录,以后所有 的设计均放在该目录中,利用rm命令可以删除tar文件 ●进入 dsnlab目录中,lab1,ab2.等目录为单元实验目录,而 logicA和 analogA分别为数字和模拟综合实验目录, chrt35dg_ COREcel目录为数字半定制设计中使用的 Chart035um 工艺标准单元库,chrt35dg_SGe为定制设计中使用的 Chart 0.35um工艺的PDK包,即模拟库 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright O 2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 5 1 熟悉设计环境 在本地目录中建立自己的工作目录，名称为姓名缩写加上学号后 四位，例如js0459 将设计数据包dsnLab.tar.gz文件拷贝到自己的工作目录，可以用 命令行cp命令，也可以用鼠标拖动＋control键（注意一定在移动 过程中按住control键） 利用gzip –d命令将设计数据解压，利用tar –xvf命令将数据解包， 输入文件名的过程中按Esc键可以帮助自动完成相关输入 解压完成后可以看到dsnLab目录，为我们的设计目录，以后所有 的设计均放在该目录中，利用rm命令可以删除tar文件 进入dsnLab目录中，lab1,lab2…等目录为单元实验目录，而 logicLab和analogLab分别为数字和模拟综合实验目录， chrt35dg_COREcell目录为数字半定制设计中使用的Chart 0.35um 工艺标准单元库，chrt35dg_SiGe为定制设计中使用的Chart 0.35um工艺的PDK包，即模拟库
2.设计环境lab1 ●进入lab1目录,lab1为定制设计实验,该目录已经配置了定制设计环境 在 file manager界面的菜单选择veW- show hidden objects选项,可以看 到包括隐藏文件(以.开头的文件)在内的所有目录和文件 ●其中的 casini文件为 cadence定制工具df的初始化文件,看看你的本地 目录 student下是否有该文件,如果没有可以将其拷贝或者链接到本地目 录下,这样其他lab中的定制设计可以使用该文件 ●cds.ib文件为df的库定义文件,打开该文件可以看到用inc!ude命令将 chrt35dg_SGe目录中的一个库定义文件包括进来,这样可以利用该库文 件定义的库进行扩展 在unⅸx中()表示当前目录,(~表示本地目录 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright O 2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 6 2. 设计环境lab1 进入lab1目录，lab1为定制设计实验，该目录已经配置了定制设计环境 在file manager界面的菜单选择view－show hidden objects选项，可以看 到包括隐藏文件（以.开头的文件）在内的所有目录和文件 其中的.cdsinit文件为cadence定制工具dfII的初始化文件，看看你的本地 目录student下是否有该文件，如果没有可以将其拷贝或者链接到本地目 录下，这样其他lab中的定制设计可以使用该文件 cds.lib文件为dfII的库定义文件，打开该文件可以看到用include命令将 chrt35dg_SiGe目录中的一个库定义文件包括进来，这样可以利用该库文 件定义的库进行扩展 在unix中（./）表示当前目录，(～/)表示本地目录
3.启动 Cadence(icfb&) ●从你的工作目录启动 Cadence定制工具dfl icfb ●ictb为可执行文件的名称,(&)符号表示让该软件在 terminal的后台执行,即你 还可以在该 terminal中运行其他命令 工具启动后出现C: Command Interpreter Window icfb-Log: /homel/Asic/CDS. log File Tools Options **Main manu*k Loading PRshare cxt Loading layerProc cxt odin g ams. CX Loading acv cxt output area Loading arCore. cxt (CDS. log file oading selects Loading seismic cxt Loading awv cxt END OF main customization Loading LvS cxt **SKILL command input line** mouse M:**Mouse button R: **Functions** Prompt line Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright◎2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 7 3. 启动Cadence (icfb &) 从你的工作目录启动Cadence定制工具dfII icfb & icfb为可执行文件的名称，（&）符号表示让该软件在terminal的后台执行，即你 还可以在该terminal中运行其他命令 工具启动后出现CIW: Command Interpreter Window **Main manu** **output area** (CDS.log file) **SKILL command input line** **Prompt line** **Mouse button** **Functions**
CIW ●在CⅣ窗口中,你可以查看不同工具的运行状况,包括各种错误 提示(如果设计中有错误,首先需要查看错误信息,这对我们确 定问题很有帮助) ●CN窗口为图形界面的df具集成了 cadence的定制设计工具 我们利用该设计平台开展定制设计 icfb-Log: /homel/Asic/CDS. log File Tools options Main manu Loading PRshare cxt Loading LvS cxt Loading ams cxt Loading acv. cxt output area oading schview (CDS. log file) Loading selectS cxt Loading seismic cxt oading awv cxt END OF main customization Loading LvS cxt **SKILL command input line mmouse L M:**Mouse button** R: **Functions*x Ready> **Prompt line Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright◎2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 8 CIW 在CIW窗口中，你可以查看不同工具的运行状况，包括各种错误 提示（如果设计中有错误，首先需要查看错误信息，这对我们确 定问题很有帮助） CIW窗口为图形界面的dfII工具集成了cadence的定制设计工具， 我们利用该设计平台开展定制设计 **Main manu** **output area** (CDS.log file) **SKILL command input line** **Prompt line** **Mouse button** **Functions**
4.建立自己的设计库 在df的to!菜单下启动 library manager工具,可以帮助我们管 理库中的设计数据 ● Cadence启动后会自动加载cds.ib文件定义的库 在 lbrary manage中可以看到已经有了很多库,其中的 chrt35dg_Ocel和chrt35dg_ COREcellycds lib中定义的本目录 下的库 ●chrt35dg_SiGe为模拟单元和工艺库,其中包括了定制设计所需 的器件,还包括工艺信息 ● analogic库为df提供的器件库,而 basic为d提供的基本符号 库,我们主要用 analogLib中的工艺无关器件和chrt35dg_SiGe中 的工艺相关器件构建电路 cds Deftechlib为df提供的缺省工艺库,我们不用 Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 Copyright O 2011-2012 基本门电路设计
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 9 4. 建立自己的设计库 在dfII的tools菜单下启动library manager工具，可以帮助我们管 理库中的设计数据 Cadence启动后会自动加载cds.lib文件定义的库 在library manager中可以看到已经有了很多库，其中的 chrt35dg_IOcell和chrt35dg_COREcell为cds.lib中定义的本目录 下的库 chrt35dg_SiGe为模拟单元和工艺库，其中包括了定制设计所需 的器件，还包括工艺信息 analogLib库为dfII提供的器件库，而basic为dfII提供的基本符号 库，我们主要用analogLib中的工艺无关器件和chrt35dg_SiGe中 的工艺相关器件构建电路 cdsDefTechLib为dfII提供的缺省工艺库，我们不用
建立自己的 Design Lib ●第一步 New Library OK Cancel Defaults Apply 冲p ClW->File->New->Library ubrary Technology File If you will be creating mask layout or ●第二步: Directory other physical data in this library, you will need a technology file. If you plan 弹出“ New Library对话框 to use only schematic or HDL data, a s chnology file is not 在“Name”项填写要建的 new techfile esign lib的名字,这里是 Attach to an existing techfile design03”,选择“ Attach/homelAsic/jias/200 to an existing techfile Design Manager No DM ●第三步: 弹出” Attach Design Library Attach Design Library to Technology File to Technology File”对话框 OK Cancel Defaults Apply Help 在“ Technology Library中选| New Design Library desigm 择“chrt35 dg sige” Technology Library chrt35dg_SiGe Institute of Microelectronics, Peking University 集成电路设计实习一单元实验一 基本门电路设计 Page 10 Copyright◎2011-2012
Institute of Microelectronics, Peking University Copyright © 2011-2012 集成电路设计实习－单元实验一 基本门电路设计 Page 10 建立自己的Design Lib 第一步： CIW->File->New->Library 第二步： 弹出“New Library”对话框 在“Name”项填写要建的 design lib的名字，这里是 “design03 ”，选择“Attach to an existing techfile” 第三步： 弹出”Attach Design Library to Technology File”对话框 在“Technology Library”中选 择“chrt35dg_SiGe