基于Cadence的电路绘制及前端仿真入门

Exp#1基于Cadence的电路绘制及前端仿真赵振刚[e-mail]中国科学技术大学软件学院中国科学技术大学软件学院ContentsEDA软件工具概览1CadenceDIFF软件分析2基于CadenceDIFF的仿真分析3中国科学技术大学软件学院模拟芯片设计流程电路设计前仿真版图设计后仿真后续处理中国科学技术大学软件学院EDA工具电路设计前端仿真版图设计后端仿真其它Forfree中国科学技术大学软件学院电路设计及版图工具OSEDA工具说明MS-WINLasi顶层cell不超过1024个，兼容spice核的仿真工具LinuxMicroWIND直接在版图中进行仿真，查看剖面图，3D图形MS-WINLeditTannerEDA产品，使用范围广WIN-LinuxElectronic开源，有流片成功历史中国科学技术大学软件学院Lasi工具按钮多中国科学技术大学软件学院MicroWIND类似Cadence中国科学技术大学软件学院Ledit使用范围较广，与S-Edit，T-Spice，W-Edit，LVS构成一整套IC设计软件中国科学技术大学软件学院Electric-6.08自由软件VC++源码中国科学技术大学软件学院附：晶体管仿真类工具OSEDA工具说明LinuxGNUCAP支持MOSFETLevel1-7的模型，不是基于Berkely的SPICE内核的仿真器LinuxNG-SPICE基于Berkely的SPICE3内核的仿真器MS-WINElectronicsWorkbench(EWB)商业软件，有试用版，文件不能保存MS-WINPspice支持晶体管级，有很多分立器件的库，原OrCAD产品，后被Cadence收购MS-WINWinSpice免费且没有使用限制，没有原理图编辑功能，兼容Pspice，支持Berkely的Spice3F4SPICE模型-Level0平方定律，主要用于手工计算。-Level1考虑VT，KP，NSUB的影响。-Level2基于几何结构的分析模型，考虑了二阶效应：可变电荷，短沟道，亚阈值特性，可变表面迁移率等。-Level3特点：半经验（Semi-emmpirical）的短沟道模型；适用于0.8μm以上的工艺；VT是沟道长度L的函数。-BSIM3v3特点：用于0.8μm以下的工艺；模型可用于模拟和数字设计；考虑了更多的高洁效应；广泛用于学术界和工业生产，是当前工业界的标准。中国科学技术大学软件学院NG-SPICELinux中国科学技术大学软件学院ElectronicsWorkbench(EWB)功能强大，最常用中国科学技术大学软件学院Pspice现为Cadence产品商业版本中国科学技术大学软件学院Winspice中国科学技术大学软件学院其他辅助工具OSEDA工具说明LinuxgtkWavegEDA的波形浏览与分析软件，安装和使用需要gLib支持MS-WINAppCADAgilent免费提供的一款电感、电容滤波器方面的分析计算软件MS-WINSWITCH-CAPASwitchCapacitor滤波器仿真，Command环境下运行MS-WINFAISYN免费电感、电容、电阻有源滤波器的分析计算软件MS-WINQuickHenry电感计算软件，射频电路可以使用，参数模型粗糙中国科学技术大学软件学院一个问题如此多的EDA软件，其设计原理和学习线索是什么？中国科学技术大学软件学院Lasi软件结构(VC++WIN32程序)插件（配套工具软件）绘图区域（loop进程）工具按钮（命令接口）中国科学技术大学软件学院绘图进程视图界面模型控制器数据MFC对话框工具按钮文件存储读取消息数据传递请求显示WIN32LibCommonctr.中国科学技术大学软件学院Cell（基本单元）.TLC文件描述XML格式中国科学技术大学软件学院元件数据结构CellDataStructureBoxDataStructurePathDataStructureVertexDataStructure中国科学技术大学软件学院工具按钮Command机制点击按钮---赋予动作属性两种方式text/click中国科学技术大学软件学院层结构划分电路=分布在不同层的box的组合中国科学技术大学软件学院结论从软件结构、进程组织、文件层次、数据结构、人际交互、电路实现等几个角度不难看出：1.EDA软件的核心是一系列数据模型的集中式运算管理2.EDA软件实现从原始设计图到加工可执行机械图的工程映射3.这五个角度是快速掌握EDA软件的途径中国科学技术大学软件学院Cadence‘sVirtuosoCadence公司的Virtuoso是一个适用于高级模拟、混合信号、射频和定制数字设计的定制设计平台，并可以提供深亚微米(45nm)的数字元件特性验证.Virtuoso的主要功能有：1、绘制电路图2、绘制版图3、模拟电路的仿真分析(specture)Virtuoso其他功能：Verilog-Editor、VerilogA-Editor、VHDL-Editor、VHDLAMS-Editor、Graphics-Editor、Text-Editor中国科学技术大学软件学院软件结构原理图输入Spice仿真Layout版图验证中国科学技术大学软件学院文件层次作业文件库共享单元文件工艺文件启动配置文件.cdsinit和.cdsenv设计文件设计配置文件中国科学技术大学软件学院数据管理Library–cell--view三层结构中国科学技术大学软件学院人机交互快捷按钮工具栏菜单快捷键中国科学技术大学软件学院常用快捷键i(instance)：插入元件M(Move):移动元件f(fullscreen)：全屏幕w(wire)：连线p(pin):加管脚q(quality):编辑属性e：进入下一层模块ctrl+e：返回上一层模块[:缩小两倍]:放大两倍中国科学技术大学软件学院电路实现中国科学技术大学软件学院CMOS反相器设计实例建立自己的设计库原理图输入，创建新的Schematic添加元件并编辑属性添加Pin创建反相器的符号图Symbol中国科学技术大学软件学院反相器仿真图例中国科学技术大学软件学院启动AnalogyDesignEnvironment提示错误显示选项设置中国科学技术大学软件学院设置ModelLibrariesTypical中国科学技术大学软件学院选择分析方式和激励源中国科学技术大学软件学院选择观察变量中国科学技术大学软件学院观察结果中国科学技术大学软件学院实验内容(1)MOS输出特性仿真在LAB1中新建Cell并命名为MOS_SIM，电路如图所示假设体电压为0，绘制漏-源电压从0V到5V变化、栅-源电压分别为1V、2V、3V、4V、5V时的输出特性曲线族中国科学技术大学软件学院实验内容(2)MOS放大器特性仿真中国科学技术大学软件学院1）.给出VIN从0V开始到+5V范围中，Vout的输出曲线，获得该电路的直流特性;2）.给出VIN峰值为1V，频率从100Hz到100MHz变化时，Vout/Vin的幅度和相位响应;3）.测量该运放的单位增益带宽和相位裕度。单位增益带宽：幅频响应曲线中，幅度为0dB时对应的频率w0;相位裕度：180o-相位|w0执行2)、3)两步时，输出端对地接5pF的电容中国科学技术大学软件学院实验报告完成实验讲义要求各步骤内容，记录结果，给出结果分析，提交至教辅系统，截止时间3月31日24:00sse.ustc.edu.cn