集成电路设计与EDA应用 实验一.docx
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集成电路设计与EDA应用实验一
集成电路设计与EDA应用实验一
一．实验目的
熟悉集成电路设计软件cadence
熟悉运用cadence绘制电路图
二．实验原理
1.Cadence软件是集成电路设计中非常常用的一款软件。
从电路绘制，电路仿真，版图绘制到完整的芯片设计，此款软件都可以实现。
2.在本实验中，我们将以传输管构成的反相器为例，熟悉cadence设计的框架，并熟悉如何完成一个完成的芯片设计过程。
三．实验示例
1.启动LinuxRedHat4系统。
Ø打开VMwireWorkstation之后，点击起始页上的“打开虚拟机”。
虚拟机所在的路径为：
D:
\EDA实验\linux\RedHatEnterpriseLinux4.vmx。
（注：
此路径有可能因为不用的实验室不同，若路径不同，请同学在其他位置中查找）
Ø成功打开虚拟机之后，会出现以上的界面。
包含了此虚拟机的信息。
Ø点击页面上的“打开此虚拟机的电源”。
虚拟机打开之后，会看到linux的登陆界面。
输入账号：
zdnf，密码zdnf7585。
Ø配置window与linux的共享文件。
点击虚拟机上方的“虚拟机（V）”按钮→设置→选项→共享文件夹→始终启用→“添加（A）”。
Ø添加存放在E盘的文件夹linuxshare。
则添加的主机路径和名称分别为D:
\EDA实验\linuxshare。
确定之后返回虚拟机主页。
（注：
此路径有可能因为不用的实验室不同，若路径不同，请同学在其他位置中查找）
Ø添加之后，可以在linux系统中查看到此共享文件，其存放路径为根目录下的/mnt/hgfs/linuxshare-2
Ø在桌面空白处单击右键，弹出菜单，点击“打开终端”。
Ø若要退出虚拟机，
１.下拉左上角的“暂停”按钮，选择“关闭客户机”；
２.右键此虚拟机的名字，选择电源→关闭电源，退出虚拟机。
注意：
进入虚拟机之后，鼠标无法操作虚拟机以外的地方。
若要返回计算机，移动鼠标指针，或按“Ctrl+Alt”。
2.启动cadence。
Ø在打开的终端中输入命令“sucds”（进入cds这个用户），回车之后输入密码cdsldl7585（注意是小写字母l，不是数字1，输入密码的过程中是不会显示光标和内容的）。
（输完密码之后会跳出来很多无用信息，忽略）
Ø进入课程所在的文件夹，在终端内依次输入
cd/home/cds/edalab/回车
icfb&回车
Ø
经过一段时间之后，cadence环境启动完毕，cadence的CIW（commandinterpreterwindow）窗口打开。
Ø
注意：
CIW中的信息应当经常和仔细查看，操作过程中的信息，警告和错误都会从CIW中显示。
Ø若要退出Cadence，单击CIW中的File→Exit→Yes，既可以退出。
3.库管理LibraryManager
Ø使用LibraryManager建立自己的设计库。
在CIW中，点击Tools→LibraryManager。
Ø
点击之后，将出现libraryManager的窗口。
通过此窗口，可以管理自己的library，如打开，重命名，复制，删除等等。
你可以通过右键Library/Cell/View点击对应的操作，或者可以直接通过窗口上方的“Edit”进行操作。
4.建立Library并定义技术工艺Technologyfile
Ø现在建立自己的library，之后所有的设计将存放在此库中。
在LibraryManager中，点击File→New→Library。
Ø点击之后将出现另一个窗口，输入新的library的名称，比如“myb_12345”，之后点击“OK”。
注意：
为了便于分辨自己的library，你可以将library的名称加上自己的学号等等。
Ø建立完library之后，要定义library的技术工艺。
在新出现的窗口中点击“Attachtoanexistingtechfile”。
Ø在新出现的出口中，在TechnologyLibrary中选择“1830an18ba”，之后点击“OK”。
做完这一步，就建立好了自己的库。
注意：
TechnologyFile决定了工艺参数，工艺规范，层的定义，器件的模型等等参数。
工艺参数由制造工厂决定。
现使用的工艺是“1.8/5V0.5umCMOS3-metal1-poly”。
5.建立新的Cellview-反相器
Ø在LibraryManager中，点击File→New→CellView。
点击之后将出现新建窗口CreateNewFile，在此窗口中，CellName输入“INV”，Tool选择为“Composer-Schematic”。
Ø点击“OK”之后，出现一个新的空白的Schematic窗口。
在此窗口中可以建立反相器的电路图。
同时，在LibraryManager中，将会出现一个INV在view中。
Ø若要退出电路图，在schematic的窗口中，点击窗口上方的的Design→checkandsave，之后可以安全退出。
6.反相器的电路图绘制
在以下的步骤中，你将绘制反相器的电路图schematic和电路标志symbol。
Ø在打开的INV的schematic窗口中，首先放入NMOS和PMOS。
PMOS和NMOS需要从库“1830an18ba”中调用。
方式一：
单击schematic窗口上方的Add→instance，弹出“addinstance”窗口；
方式二：
从schematic窗口左边的侧边栏中点击Instance
之后，点击“Browse”，选择Library为“1830an18ba”，Cell为“nch_svt_5p0v”，view为“sybmol”。
Ø
正确点击之后，移动鼠标至schematic窗口的位置，就会出现NMOS的电路图标志。
将电路图标志摆在合适的位置，然后左键鼠标，确定添加此器件。
Ø添加完NMOS之后，在“addinstance”窗口，继续选择“Browse”，选择“pch_svt_5p0v”以添加PMOS器件。
Ø如不需再添加任何器件，返回schematic窗口点“ESC”键可以退出添加。
Ø如需改变MOS管的放置方向，翻转，对折等，点选中器件，然后点击快捷键“M”，然后按键盘上的“F3”，进行对应的操作。
7.添加Pins
Ø添加完传输管之后，需要添加端口。
在schematic窗口左边的侧边栏，点击Pin的按钮
。
或者可以快捷键直接按键盘上的“p”。
Ø
在之后弹出的“AddPin”窗口中，PinNames中输入需要添加的Pin的名字。
需要添加的Pin有A，Z，VP,VN。
首先在PinName中输入名字“A”，Direction中选择“input”。
Ø在schematic的空白处移动鼠标，将A放在输入信号的位置。
Ø添加完“A”之后，返回到“addinstance”窗口，PinNames中变回空白，此时输入“Z”，Direction选择“output”。
同样，在schematic的空白处移动鼠标，将OUT放在输出信号的位置。
Ø最后添加VP和VN，他们的Direction也选择“Input”。
Ø如不需要再添加任何Pin，点击窗口中的“cancel”键退出添加。
8.添加导线
Øschematic左边的侧边栏添加导线导线有粗细两种，一般的信号线选择细的，wire（narrow）
。
注意：
通常的连接都是用细导线。
对于一条导线上有多个二进制信号的时候，才使用粗导线wire（wire），比如A<0:
4>。
Ø移动鼠标在schematic窗口中，从起点开始，左键鼠标，移动鼠标至终点，中间可以无数次折叠，只需在折叠的地方单击鼠标一下。
如需结束导线，双击鼠标左键两次。
导线的方向会根据网格方向，以直角方式连通。
按照步骤6中的电路图，连接好电路。
Ø
PMOS在本工艺中被延伸为5端器件，在栅极下方多一个端点是连接P-type的。
因此需要连接至VN。
如需要给导线命名，点击窗口左边的导线命名按钮，或是按“L”快捷键。
将名称点在需要命名的导线上，点鼠标左键即可。
9.定义传输管的尺寸
Ø传输管的尺寸可以通过Properties修改。
首先选择要修改尺寸的传输管，以PMOS为例。
鼠标左键点击一下选中PMOS，然后点击schematic左边的侧边栏上的properties按钮
，或者按“Q”快捷键。
Ø“Editproperties”窗口弹出，修改传输管的尺寸，在对应窗口输入Figurewidth=4.05u和length=0.5u。
Ø完成尺寸之后，点击“OK”结束。
Ø重复以上步骤，设定NMOS的尺寸比。
Figurewidth=2.24u和length=0.5u。
注意：
1.figures是可以将width成倍增加的选项，默认选择1，如果需要成倍数增加，可以用figures设定。
2.cadence是自带国际标准单位，例如V，A，s，m等，只需要输入数字和进制，例如2.24u，之后单位“m”会自动产生。
10.检查并保存
Ø点击schematic窗口左边侧边栏的Design→Save，可以进行简单的保存。
Ø如需检查并保存，需要点击Design→CheckandSave。
Ø在CIW中，查看错误和警告信息。
Ø
例：
假如VP节点有一跟导线未连接，则有
11.创建电路符号symbol
Ø点击schematic窗口上方的Design→CreateCellview→FromCellview。
之后会弹出“CellviewFromCellview”窗口。
检查libraryName和CellName是否正确，没有问题单击“OK”。
Ø在随后弹出的“SymbolGenerationOptions”窗口中，所有的Pin应只存在你添加过的4个（A，Z，VP，VN）。
根据如下的图放置pin的位置，完成之后点击“OK”。
注意：
左边的pin为A，右边的pin为Z，上面的Pin为VP，底部的Pin为VN。
Ø之后反相器的电路符号自动生成。
点击“checkandsave”保存生成的电路符号。
注意：
如果你想自行修改电路符号，添加一条线或是圆圈，可以点击“symbolviewediting”窗口上方，Add→shape→Line,或者Add→shape→circle。
Ø在电路图schematic和电路符号symbol完成之后，在libraryManager里面会出现反相器的对应图标。
四．实验内容
Ø熟悉cadence的界面，试自行总结快捷键操作。
Ø独立操作，建立自己的名字和学号库library，例如“myb_1234”,完成反相器的绘制和电路符号的绘制。
Ø实验结束后，做完实验的同学举手示意老师，向老师展示INV的电路和电路符号。
Ø正确无误完成的，则可以得到本实验的得分。
得分会根据完成的质量和速度决定成绩。
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