第3章 全定制IC设计(电路图绘制以及前仿真).doc

第三章 全定制IC设计（电路图绘制以及前仿真）
全定制（full custom）集成电路设计方法，是按规定的功能与性能要求，对电路的布局与布线进行专门的优化设计，以达到芯片的最佳利用。全定制设计的最主要工具是Cadence公司开发的IC 5141、Synopsys公司的HSPICE与Mentor公司的Calibre。本章用到的工具是IC 5141与HSPICE。
Cadence系统概述
Cadence概述
Cadence公司是一家大型的EDA软件公司，成立于1988年，它几乎可以完成电子设计的方方面面，包括ASIC设计，FPGA设计和PCB版设计。它的特点如下：
1）全球最大的EDA公司。
2）提供系统级至版图级的全线解决方案。
3）系统庞杂，工具众多，不易入手。
4）与众所周知Synopsys公司相比，Cadence的逻辑综合工具略为逊色。然而，除逻辑综合外，Cadence在系统设计、前端设计输入和仿真、自动布局布线、版图设计和验证等领域居行业领先地位。
5）具有广泛的应用支持，几乎所有的IC代工厂都提供Cadence的库支持。
6）IC工程师必须掌握的工具之一。
Cadence与Synopsys的结合可以说是IC设计的黄金搭档。集成电路设计中用到的许多软件，例如IC5141，，，SOC 。
系统组织结构
Cadence公司所有工具使用统一的库模型。库按目录结构组织，这有利于工具之间的数据交换和一致操作。Cadence统一的库结构如图3-1所示，包括库的物理组织和逻辑组织。
图3-1 Cadence的系统组织结构
逻辑组织中的元素定义如下：
库（Library）：一个设计（例如电路模块，整个芯片等）。例如可以把D触发器作为一个库。
单元（Cell）：构成库的设计对象。例如D触发器由反相器和传输门等构成。反相器和传输门即是D触发器的单元。
视图（View）：单元的一种视图形式。例如反相器这个单元有版图（Layout）、电路图（Schematic）、符号（Symbol）等视图形式。
环境设置
使用Cadence，必须在自己的计算机上作一些相应的设置，这些设置包括很多方面。作为初学者，只需进行以下几项设置：
1、.cshrc 文件设置
.cshrc文件是用户启动LINUX的配置文件，指定LINUX系统和EDA工具软件的环境变量，以及LINUX 、EDA工具软件和Licence文件所在的路径。
.cshrc必须放在用户的home directory（家目录）下，若用户是csh，则用户启动Linux时，会自动载入home 。
2、.
.，通常存放在启动目录下。icfb&启动时，。对于初次使用Cadence的用户，，用户通过CIW生成一个库时，。如果用户需要加入自己的库，。
3、.cdsenv文件设置
.cdsenv文件包含了Cadence软件的一些初始设置，该文件用Skill语言写成的，Cadence可直接执行。
4、.cdsinit文件设置
，.cdsinit中也包含了Cadence软件的一些初始化设置，该文件是用Skill语言写成的，Cadence可直接执行。
在icfb&启动时，。若仅为初学者，可以不编写这两个文件，Cadence 会自动调用隐含的设置。
.、用户目录和启动目录下。icfb&启动时，优先载入的次序是启动目录、用户目录和IC5141安装目录。
5、工艺文件（technology file）设计
技术文件库对于IC设计而言是非常重要的，其中包含了很多设计中所必需的信息。对于版图设计者而言，技术库就显得更为重要了。要生成技术文件库，必须先编写技术文件。技术文件主要包括层的定义，符号化器件的定义，层、物理以及电学规则和一些针对特定的Cadence工具的规则的定义，例如自动布局布线的一些规则，版图转换成GDSII文件时所用到的层号定义。
初学者不用试图去编写技术文件，可使用现成的PDK，详见附录中的PDK安装。
6、显示文件（displ