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2013 年 3 月 14 日

模拟 IC 电路仿真软件 -- Spectre. 2013 年 3 月 14 日. 内容提要. 模拟前端 EDA 工具简介 Cadence 中 Spectre 的模拟仿真 演示. 一、模拟前端 EDA 工具简介. 电子系统的层次. 上游. 下游. 模拟集成电路的设计流程. 1. 交互式电路图输入 2. 电路仿真 3. 版图设计 4. 版图的验证（ DRC LVS ） 5. 寄生参数提取 6. 后仿真 7. 流片. 全定制. 三大 EDA （ Electronic Design Automation ）软件公司. 1 、 Cadence

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2013 年 3 月 14 日

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Presentation Transcript

  1. 模拟IC电路仿真软件-- Spectre 2013年3月14日

  2. 内容提要 • 模拟前端EDA工具简介 • Cadence中Spectre的模拟仿真 • 演示 浙大微电子

  3. 一、模拟前端EDA工具简介 浙大微电子

  4. 电子系统的层次 上游 下游 浙大微电子

  5. 模拟集成电路的设计流程 1.交互式电路图输入 2.电路仿真 3.版图设计 4.版图的验证（DRC LVS） 5.寄生参数提取 6.后仿真 7.流片 全定制 浙大微电子

  6. 三大EDA （Electronic Design Automation）软件公司 • 1、Cadence • 2、Synopsys（收购Avanti, Magma） • 3、Mentor Graphics 浙大微电子

  7. 浙大微电子

  8. 各种仿真器简介 • SPICE : 由UC Berkeley开发。用于非线性DC分析，非线性瞬态分析和线性的AC分析。 • Hspice: 作为业界标准的电路仿真工具，它自带了许多器件模型，包括小尺寸的MOSFET。Cadence提供了hspice的基本元件库并提供了与Hspice的全面的接口。 • Spectre: 由Cadence开发的电路仿真器，在SPICE的基础上进行了改进，使得计算的速度更快，收敛性能更好。 浙大微电子

  9. Cadence软件简介 Cadence 提供了一个大型的EDA 软件包，它包括： • 模拟IC设计 全定制IC设计工具Virtuoso Schematic Composer 电路仿真工具Analog Design Environment • 数字IC设计 Verilog-XL Encounter 浙大微电子

  10. 二、 Cadence中Spectre的模拟仿真 浙大微电子

  11. Cadence中Spectre的仿真 1、准备阶段 2、进入Cadence软件包 3、创建FSK模拟调制器电路图 4、创建FSK仿真电路图 5、模拟仿真的设置 6、模拟仿真结果的显示以及处理 浙大微电子

  12. 步骤一 下载安装putty软件（http://www.isee.zju.edu.cn/ic/datas/news/0308/new_120213/putty-0.60-installer.exe），在Host name处填工作站地址，端口默认，协议（protocol）选SSH，如图所示，在putty进行设置；然后登录工作站。 准备阶段 1 学号为 单数：10.13.83.131 双数：10.13.83.138 2 注意：ppt中部分操作步骤是通过动画展示的，请用放映模式观看。 浙大微电子

  13. 用户名（学号） eda@zueda 牢记！！！ 在此输入个人密码 确认密码 浙大微电子

  14. 准备阶段 • 步骤二 1、、下载winvnc软件（http://www.isee.zju.edu.cn/ic/datas/news/0308/new_120213/vncviewer.exe） 2、运行winvnc，填入 主机名称：端口号码 :5 个人VNC密码 浙大微电子

  15. 工艺库下载与上传 • 从代工厂（如UMC ，SMIC等）网站下载需要的工艺库，然后上传至本地服务器。 • 本课程用到的工艺库为SMIC（中芯国际）的40nm PDK (process design kit,用于模拟电路)和 数字标准单元（用于数字电路）。 • 存放路径： 40nm PDK： /home/smic/SMIC40nmPDK/SPDK40LL_1125_CDS_Prev1.3.3/SPDK40LL_1125_1TM_CDS_Prev1.3.3/smic40ll_1125_1tm_cds_1P7M_2011_10_25_Prev1.3.3/ 40nm 数字标准单元: /home/smic/smic_40/SCC40NLL_HS_RVT_V0p1a/ 浙大微电子

  16. Cadence中Spectre的仿真 1、准备阶段 2、Cadence软件启动 3、创建FSK模拟调制器电路图 4、创建FSK仿真电路图 5、模拟仿真的设置 6、模拟仿真结果的显示以及处理 浙大微电子

  17. Cadence软件启动 • 1.寻找cadence环境变量： source /opt/demo/cdsmmsim7_cal11.env • 2. 启动软件 ： icfb & 浙大微电子

  18. Cadence软件启动 主窗口（command interpreter window：CIW)分为菜单栏、信息栏以及命令栏。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。 菜单栏 信息栏 命令栏 浙大微电子

  19. Cadence软件启动 菜单栏包括： 1、File菜单 2、Tools菜单 3、Options菜单 • 在File菜单下，主要的菜单项有New、Open、Exit等 New菜单项的子菜单下有Library、Cell view两项。 Library项打开New Library窗口 Cell view项打开Create New File窗口。 Open菜单项打开相应的Open File窗口。 Exit项退出Cadence软件包。 浙大微电子

  20. Cadence软件启动 Library,Cell以及View 1、library(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，包括子单元（cell）以及子单元（cell）中的多种视图（view）。新建时注意选择是否链接techfile。 2、Cell（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symbol搭建而成）。 3、View则包含多种类型，常用的有schemetic，symbol，layout，verilog，extracted等等 ,新建Cellview要注意选择View的类型。 浙大微电子

  21. Schematic、symbol、layout 在Library Manager中分别建立cellview 的schematic (view)、symbol(view)、layout(view)，如下图所示。三者的Pin的名称和属性必须一致，这样才能建立起一一对应的关系。 浙大微电子

  22. Cadence软件启动 在Tools菜单下比较常用的菜单项有 Library Manager Library Path Editor Technology File Manager 浙大微电子

  23. Cadence软件启动 Library Manager项打开的是库管理器。在窗口的各部分中，分别显示的是Library、Category、Cell、View相应的内容。 Library Path Editor可以对本用户的文件路径进行修改 Technology File Manager基本上都是和工艺相关的功能和设置。比较常用的是Edit Layers 可以使用在版图编辑中，用来修改原始图层的一些属性。 浙大微电子

  24. Cadence软件启动 Options菜单主要是对Cadence的一些参数进行调整和设置，如快捷键等。一般无需设置，直接使用默认值。 浙大微电子

  25. Cadence中Spectre的仿真 1、准备阶段 2、进入Cadence软件包 3、创建FSK模拟调制器电路图 4、创建FSK仿真电路图 5、模拟仿真的设置 6、模拟仿真结果的显示以及处理 浙大微电子

  26. 创建FSK模拟调制器电路图 1.添加40nm 工艺库 浙大微电子

  27. 创建FSK模拟调制器电路图 3 1 2 浙大微电子

  28. 创建FSK模拟调制器电路图 找到PDK所在路径：/home/smic/SMIC40nmPDK/SPDK40LL_1125_CDS_Prev1.3.3/SPDK40LL_1125_1TM_CDS_Prev1.3.3/smic40ll_1125_1tm_cds_1P7M_2011_10_25_Prev1.3.3/ 当前所在路径 浙大微电子

  29. 创建FSK模拟调制器电路图 如操作失误会导致cds.lib文件生成错误，直接表现就是library manager内的库（us_8ths,andllib,analoglib等）会缺失。 可以手动删除错误的cds.lib文件，重新按照正确步骤生成。 浙大微电子

  30. 创建FSK模拟调制器电路图 2.建立设计库 浙大微电子

  31. 创建FSK模拟调制器电路图 浙大微电子

  32. 创建FSK模拟调制器电路图 3.建立电路图. 1 2 浙大微电子

  33. 创建FSK模拟调制器电路图 1.Check and Save 2.Save 3.Zoom in by 2 ] 4.Zoom out by 2 [ 5.Stretch s 6.Copy c 7.Delete Del 8.Undo u 9.Property q 10.Instance i 11.Wire（Narrow） w 12.Wire（Wide） W 13.Wire Name l 14.Pin p 15.Cmd Options 16.Repeat 浙大微电子

  34. 一些快捷键 x：检查并存盘 s：存盘 [：缩小 ]：放大 f：整图居中显示 u：撤销上一次操作 Esc：清楚刚键入的命令 c：复制 shift+N：添加标号 g：查看错误 w：连线（单线） m：移动 shift+m：移动器件但不移动连线 Delete：删除 i：添加元器件 p：添加端口 r：旋转器件并拖动连线 q：属性编辑 L：添加线名 shift+L：标注 N：添加几何图形 W：连线（总线） 浙大微电子

  35. 创建FSK模拟调制器电路图 4.添加MOS管，电阻等基本单元 2 3 1 浙大微电子

  36. 创建FSK模拟调制器电路图 4.添加MOS管，电阻等基本单元 2 3 1 浙大微电子

  37. 创建FSK模拟调制器电路图 5. 基本单元参数修改 鼠标左键选中元器件，快捷键q（小写）。 MOS管设定 宽，长参数 电阻设定阻值和宽度 电容设定容值和金属层数 浙大微电子

  38. 创建FSK模拟调制器电路图 5. 基本单元参数修改 鼠标左键选中元器件，快捷键q（小写）。 MOS管设定 宽，长参数 电阻设定阻值和宽度 电容设定容值和金属层数 浙大微电子

  39. 创建FSK模拟调制器电路图 5. 基本单元参数修改 鼠标左键选中元器件，快捷键q（小写）。 MOS管设定 宽，长参数 电阻设定阻值和宽度 电容设定容值和金属层数 浙大微电子

  40. 创建FSK模拟调制器电路图 6. 基本单元摆放 FSK模拟调制器的电路所用元器件为： PMOS:pod33ll_ckt NMOS:nod33ll_ckt RES: rppo_3t_ckt 选中一个单元 复制复制快捷键c：(小写)， 删除快捷键：delete 浙大微电子

  41. 创建FSK模拟调制器电路图 7. 基本单元连接 连线快捷键为：w（小写）。 连错的线可以用鼠标左键选中，然后delete键删除 浙大微电子

  42. 创建FSK模拟调制器电路图 8. 添加PIN FSK电路包 括四个PIN: AVDD AGND INPUT OUTPUT 浙大微电子

  43. 创建FSK模拟调制器电路图 9.FSK完整电路图 浙大微电子

  44. 创建FSK模拟调制器电路图 10. 创建FSK电路symbol 1 2 浙大微电子

  45. 创建FSK模拟调制器电路图 10. 创建FSK电路symbol 为电路创建SYMBOL之后，该电路即可作为模块，方便被其它电路调用 浙大微电子

  46. Cadence中Spectre的仿真 1、准备阶段 2、Cadence软件启动 3、创建FSK模拟调制器电路图 4、创建FSK仿真电路图 5、模拟仿真的设置 6、模拟仿真结果的显示以及处理 浙大微电子

  47. 创建FSK仿真电路图 1. 创建仿真电路cell view — simulation 浙大微电子

  48. 创建FSK仿真电路图 2. 调用fsk电路symbol 1 3 2 浙大微电子

  49. 创建FSK仿真电路图 3. 添加仿真时的电压源，地以及输入信号 Vpulse Period:3.564us 1 5 2 3 4 浙大微电子

  50. 创建FSK仿真电路图 4. 连接形成可以做仿真的电路图 浙大微电子

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