一、cadence软件及安装指导1、安装虚拟机,安装过程中需要添加vmware7.0sn.txt中的Serial(注意:一旦安装成功不要轻易卸载,否则重装很费劲)2、在windows下解压cadence文件夹下压缩包3、双击桌面虚拟机图标,打开虚拟机,点击界面左上角FILE》》open》》在弹出的对话框内找到刚刚解压的cadence文件夹下的cadenceEDA.vmx文件,点击“打开”4、点击power on this virtual machine ,输入用户名zyx,密码1234565、我们进入到了linux系统。
二、NCSU TSMC0.25um库的加载及cadecne的环境配置1、直接将文件夹ncsu-cdk-1.5.1拷贝到linux系统桌面。
(若直接复制不成功,可通过U盘将其导入。
)2、打开桌面zyx’ Home目录(即文件夹),在里面新建目录VLSI,将桌面ncsu-cdk-1.5.1剪切至VLSI目录下。
3、在桌面空白处单击鼠标右键,点击open Teminal4、在终端内输入以下命令。
1、su root -------进入到超级用户2、sunface8211200 (不可见,直接输入即可)3、chmod a+w cds.lib ------修改cds.lib权限后,可以对其进行编写4、vi cds.lib --------进入到vi 编辑器,单击键盘“i ”进入到插入模式,在第一行我们添加一行语句。
INCLUDE/home/zyx/VLSI/ncsu-cdk-1.5.1/cdssetup/cds.lib输入完之后,单击键盘“esc”键退出插入模式,再点击键盘“:wq ”退出vi编辑器5、cd VLSI/ncsu-cdk-1.5.1/cdssetup ---------进入到cdssetup目录6、vi cds.lib --------做如下图修改后,点击esc键并输入“:wq ”退出7、csh -------进入到c shell命令8、vi /home/zyx/.cshrc ------进入到用户目录下的 .cshrc的编写,并添加如下语句setenv CDK_DIR /home/zyx/VLSI/ncsu-cdk-1.5.1 ,添加后“:wq ”保存退出9、cp cdsinit /home/zyx/.cdsinit10、cp display.drf /home/zyx/display.drf11、至此,ncsu-tsmc0.25um工艺库安装完毕,cadence环境配置也已经结束。
大家可以关掉终端即可。
三、反相器电路图的搭建及仿真1、打开cadence软件。
单击鼠标右键,打开open terminal输入以下命令csh --------进入C shell (注意:大家要在用户目录/home/zyx下启动cadence)icfb & --------启动cadence软件2、建新库,在库里面我们将画出反相器电路图和版图两个cell。
①在CIW(command interpreter window,即命令解释窗)中,点击File→New→Library...;②在New Library对话框内输入库名,例如cell_lib_tsmc03;并在Technology File 中选择第二项,Attach to an exiting techfile,然后点击Technology Library中NCSU_TechLib_tsmc03,点击OK,最终将在CIW中提示成功。
3、建立新文件,先画反相器电路图①在CIW中,选File→New→Cell view...,=>“Create New File”对话框。
②在Library Name,选刚建的库cell_lib_tsmc03, ③在Cell Name中输入单元名INV,④点击Tool文本区右端的按钮,出现下拉菜单。
选择Composer-Schematic,在View Name内自动生成Schematic。
⑤按OK键=>“Virtuoso Schematic Editing”(电路图编辑窗)。
4、加器件①选命令Add→Instance...<i>,出现“Add Instance”对话框。
②点击Browse按钮,出现Library Browser ,在library一栏中选择NCSU_Analog_Parts,库中包含花振荡器的所有cell,如pmos4,nmos4,vdd,gnd,如图选择nmos4,再点击HIDE,将器件添加即可。
③修改器件尺寸,选中器件,即将鼠标单击器件,若器件被白色方框包围,则代表选中。
按字母q,进行修改,如图,我们修改pmos4,设置l=300n,w=4500n,类似我们修改nmos4,设置l=300n,w=2700n5、连线。
点击图标,或直接点击字母w。
6、添加反相器输入、输出引脚①点击屏幕左下方按钮,如图添加输入引脚in,同理,添加输出引脚output,需要注意的是在Direction处选择output,我们可以命名为out。
②结果如下图7、检查并存盘。
即点击图标。
观察CIW中是否出现error。
8、建立symbol,目的是以后用到反相器可以直接调用。
大家也可以选择Add→Shape,在里面选择所需的图形进行手工绘画。
想要修改图形格点间距选择Options,在里面进行修改。
9、进行INV的电压传输特性曲线的仿真A 创建新的library,命名为testbench_tsmc03,在Technology File处选择Don’t need a techfile 。
B 在新建的testbench_tsmc03库下建立新的文件INV_test。
C 在INV_test里面添加我们刚刚创建的INV,方法如下D 我们再按照以上的方法依次添加NCSU_Analog_Parts里面的vdc、vdd、vpulse、cap和gnd,并点击字母w进行连线。
E 修改器件的参数。
例选中vpulse,点击字母“q”,按照下图进行修改,注意的是最后DC voltage设置为变量vin V,是为了方便接下来的要进行的DC直流分析。
同理我们修改vdc直流电压为2.5V。
cap 电容值修改为50f F.F 加标记。
点击字母“L”,我们给电路图中的连接输入输出的导线加上标记in和out,添加方法是将in或out下方的小方框置于输入和输出的导线上再单击鼠标左键。
G check and save,若有错误可以在CIW中查看并回到电路图中修改;在没有错误和警告下,点击左上角Tools→Analog environment,我们进入仿真环境ADE。
H 点击ADE中标题栏Setup→Simulator/Directory/Host…,在弹出的对话框中,我们在Simulator处选择spectre 作为仿真工具I 设置仿真库,如图点击setup,菜单下选择model libraries,在出现的对话框内直接输入/home/zyx/VLSI/ncsu-cdk-1.5.1/models/spectre/standalone/tsmc25N.m,点击Add,再次输入/home/zyx/VLSI/ncsu-cdk-1.5.1/models/spectre/standalone/tsmc25P.m,点击Add,最后点击ok 。
注意:也可以点击Browse直接找。
J 设置vpulse直流电压vin,如图,将其设置为2.5K 设置仿真类型。
点击ADE中标题栏Analyses→Choose。
在弹出的对话框中,选择Analysis 为tran,在Stop Time 处设置为20n。
在单击Analysis处dc,在弹出的对话框中做如下修改。
L 在图中选择要仿真的连接反相器输入和输出的导线。
点击ADE菜单栏中Outputs→To Be Plotted→Select On SchematicM 点击ADE中输出仿真结果。
N 查看输出波形。
四、反相器版图绘制及验证1、在cell_lib_tsmc03库下建立新文件。
此时在Tool处选择Virtuoso。
2、如图,会出现LSW和Layout Editing,在LSW中将所有的层选中。
3. 使用Option菜单进行版图编辑窗设置。
选命令Option→Display…<e>,出现“Display Options”对话框。
在Grid Controls处,4个参数的缺省设置为1、5、0.075和0.075。
我们可设置为0.075 、0.15 、0.075 、0.075。
(最小设计尺寸λ=0.15)4、画反相器版图。
画版图时要严格遵循设计规则(tsmc0.25rule.pdf),即满足最小间距,最小包围、最小延伸、最小宽度等。
下图为反相器版图的最终图形。
A. 画pmos管。
先放大layout editing桌面,即一直按着鼠标右键在桌面出画矩形;若放大桌面过大,可按着shift,并一直按着鼠标右键在桌面出画矩形,实现缩小,或点击字母“f ”适中。
在lsw中选择pactive (选择后缀为drw,即drawing绘图,其它层类似,选drw)作为输入层,再选画矩形的命令(按字母r ),在屏幕中央画有源区矩形。
竖直距离(W)设置为4.5um,可用直尺命令(左下角Ruler,或字母k,去除直尺可用“shift+k”)进行测量,水平距离(L)设置1.8um。
若不小心画多了,可按字母s ,进行修剪。
(这里w设置为4.5um 为先前设计反相器电路图中pmos的尺寸,大家可以根据自己的实际情况画图)B. 画多晶硅栅极。
多晶硅位于有源区中部,即离有源区左边0.75um,也为矩形。
栅长为0.3 um.可用直尺命令(左下角Ruler)进行测量。
多晶伸出有源区不小于0.3 um.如下图。
注意,要严格按照设计规则来画,不然DRC时会报错。
C. 画源区和漏区接触孔。
输入层在LSW 中选择ca ,后缀drw ,也为矩形,大小为0.3um ×0.3um 。
画完一个接触孔,其它的用复制(点击键盘字母 C ,再选中器件)即可,每个接触孔间距设置为不小于0.45um 。
若不满足可将其移动 (点击键盘字母 M )。
D. 在有源区外画P+注入的矩形。
即选择pselect层,满足最小包围,并且它离gate栅极要至少0.3um。
E.在P+注入区外再画nwell的矩形,为满足最小包围,nwell要离contact 0.9um。
如图。
到此为止,除了金属连线,pmos基本完成。
F . 画nmos 管。
因为nmos 和pmos 差不多,可将pmos 管包括pselect 以内的层复制过去,并加以修改即可。
1.修改有缘区W 为2.7um 。