Transcript 模块1
芯片设计工具及应用 韩 雁 2013年9月 课程介绍 • 3学分，每周二上午三节课。分3个模块。 • 13次课堂教学，每堂布置1道作业，分3次验收： – 模块1：3次课堂教学，3次作业，1次现场验收。 – 模块2：5次课堂教学，5次作业，1次现场验收。 – 模块3: 4次课堂教学，4次作业，1次现场验收。 • 教材： – 《半导体器件TCAD设计与应用》，韩雁等编著，2013年 3月出版。 – 《集成电路设计CAD/EDA工具使用教程》，韩雁等编著， 2010年9月出版。 2015/4/13 浙大微电子 2/53 第一次课 课程简介及上机操作简介 • 课程简介 – 模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1） – 模块2：模拟IC设计工具（5+1） – 模块3：数字IC设计工具（4+1） • 上机操作 • Linix命令 • 上机实验作业布置 2015/4/13 浙大微电子 3/53 模块1： 半导体工艺与器件设计工具（3+1） • 工艺仿真工具TSUPREM-4和 器件仿真工具MEDICI • 新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus • 设计实例--用TCAD设计ESD防护器件 • 实验课 随堂上机验收工艺与器件设计3次作业 2015/4/13 浙大微电子 4/53 模块1-1/3：工艺仿真工具TSUPREM-4 和器件仿真工具MEDICI • 工艺仿真工具TSUPREM-4介绍 – 模型介绍 – TSUPREM-4基本命令介绍 – 双极晶体管结构的一维仿真示例 • 器件仿真工具MEDICI介绍 – MEDICI实例1——LDMOS器件仿真 – MEDICI实例2——NPN三极管仿真 2015/4/13 浙大微电子 5/53 模块1-2/3：新一代工艺及器件仿真 工具Sentaurus • • • • 工艺仿真系统 Sentaurus Process 器件结构编辑工具Sentaurus Structure Editor 器件仿真工具Sentaurus Device 集成电路虚拟制造系统Sentaurus Workbench 2015/4/13 浙大微电子 6/53 模块1-3/3：设计实例 --用TCAD设计ESD防护器件 • • • • • • • ESD及ISE-TCAD简介 工艺仿真（Dios） 器件仿真（DESSIS）及模型的选取 热边界条件的设定 ESD防护器件仿真中收敛性问题 一些对关键性能有影响的关键参数 二次击穿电流的仿真 2015/4/13 浙大微电子 7/53 模块1(3+1)：实验课 随堂上机验收工艺与器件设计3次作业 • 作业1-1 – 用T4做出一个NMOS管，再读入到MEDICI中，进 行栅特性仿真。 • 作业1-2 – 用Sentaurus工艺仿真软件跑出一个NMOS器件， 通过修改器件参数，使得耐压提高20% 。 • 作业1-3 – 将一个仿真不收敛的ESD防护器件，通过网格 调整而变得收敛。 2015/4/13 浙大微电子 8/53 模块2：模拟IC设计工具（5+1） • 系统级仿真与Matlab • 模拟电路仿真工具+快速仿真+数模混合仿真 • 设计实例--基准源、噪声、开关电容及 Monte-Carlo仿真 • 模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件 • 版图验证与后仿真 • 实验课 --随堂上机验收模拟IC设计5次作业 2015/4/13 浙大微电子 9/53 模块2-1/5： 系统级仿真与Matlab • 集成电路设计的一般流程 • 系统级建模工具----Matlab • 设计实例--利用Matlab设计锁相环 2015/4/13 浙大微电子 10/53 模块2-2/5：模拟电路仿真工具 + 快速仿真 + 数模混合仿真 • • • • 2015/4/13 Spectre 模拟仿真 Ultrasim 快速仿真 Spectreverilog 数模混合仿真 演示 浙大微电子 11/53 模块2-3/5：设计实例--基准源、噪 声、开关电容及Monte-Carlo仿真 • • • • 2015/4/13 电压基准源设计 集成电路噪声分析及仿真 开关电容电路理论、设计举例及仿真 Monte-Carlo仿真 浙大微电子 12/53 模块2-4/5：模拟IC版图绘制及 Virtuoso工具软件 • • • • • 2015/4/13 典型深亚微米工艺流程 Design Rule的简介 Virtuoso软件的简介及使用 PDK简介 版图设计中的相关专题 浙大微电子 13/53 模块2-5/5：版图验证与后仿真 • • • • • • 2015/4/13 概述 DRC、LVS与后仿真介绍 验证工具介绍 Calibre 使用方法 Diva规则文件简介 实例分析 浙大微电子 14/53 模块2(5+1)：实验课 --随堂上机验收模拟IC设计5次作业 • 作业2-1 – 利用Simulink 搭建一个4－16线译码器的仿真模型 • 作业2-2 – 对一个数模混合的FSK电路进行数模混合仿真 • 作业2-3 – 仿基准电压源的温度系数/工艺角/环路稳定性/电源抑制比 • 作业2-4 – 绘制一个电流控制振荡器，版图面积<0.05mm^2 • 作业2-5 – 通过DRC以及LVS,获得前仿、后仿结果 2015/4/13 浙大微电子 15/53 模块3：数字IC设计工具（4+1） • • • • • 可综合Verilog语言及FPGA验证 逻辑综合与可测性设计 数字IC自动布局布线 数字集成电路验证方法学 实验课 --随堂上机验收数字IC设计4次作业 2015/4/13 浙大微电子 16/53 模块3-1/4： 可综合Verilog语言及FPGA验证 • • • • • 可综合Verilog Testbench编写 HDL的软件仿真 FPGA简介及验证流程 FPGA设计中的基本问题 2015/4/13 浙大微电子 17/53 模块3-2/4： 逻辑综合与可测性设计 • • • • • 逻辑综合基本概念 逻辑综合工具--Design Compiler 可测性基础 可测性设计工具 测试矢量生成软件TetraMAX 2015/4/13 浙大微电子 18/53 模块3-3/4： 数字IC自动布局布线 • 数字IC设计典型流程 • 自动布局布线基本概念 • 自动布局布线工具Astro介绍 2015/4/13 浙大微电子 19/53 模块3-4/4: 数字集成电路验证方法学 • • • • 2015/4/13 验证的必要性 验证方法学介绍 验证工具介绍 演示 浙大微电子 20/53 模块3(4+1)：实验课 --随堂上机验收数字IC设计4次作业 • 作业3-1 – 制作流水灯，完成前仿及FPGA布局布线后后仿 • 作业3-2 – 完成流水灯控制电路的逻辑综合及可测性设计 • 作业3-3 – 在SMIC 40nm工艺下，完成流水灯电路的版图 • 作业3-4 – 完成流水灯控制电路的验证平台,得出代码覆盖率 2015/4/13 浙大微电子 21/53 LINUX系统常用命令 内容 1、基本操作与基本命令 2、压缩与解压缩命令用法 3、ftp软件用法 4、vi编辑器 5、启动cadence、sentaurus等应用软件 6、常遇到的问题及解决办法 2015/4/13 浙大微电子 23/53 1、基本操作 步骤一 下载安装putty软件 （ http://www.isee.zj u.edu.cn/ic/datas/ne ws/0308/new_12021 3/putty-0.60installer.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。 2015/4/13 浙大微电子 24/53 Putty 软件界面 用户名 输入密码（默认 VNC端口申请 密码eda@zueda） VNC密码设置 端口号 putty密码修改 2015/4/13 浙大微电子 25/53 步骤二 下载winvnc软件 http://www.isee.zju.edu.cn/ic/datas/news/0308/new_120 213/vncviewer.exe 运行winvnc，填入 主机名称 ：端口号码 192.168.83.138:2 注意！此处的:号要切换到英文输入法下输入， 中文输入法下输入的：号无效 端口号 192.168.83.138:2 2015/4/13 浙大微电子 26/53 此处填入vnc密码，只 能用英文输入法输入 在xterm窗口中，用命令 行处理数据或启动软件 2015/4/13 浙大微电子 27/53 基本操作命令 LINUX文件名称 LINUX文件命名规则： • 大小写敏感（file1和File1表示两个不同的文 件）； • 无专用扩展名(LINUX文件名可出现多个小 数点，并无特殊含义)。 2015/4/13 浙大微电子 28/53 LINUX文件名称 LINUX特殊字符 • / 表示根目录 • . 表示当前目录 • .. 表示当前目录的父目录 • .字符串 表示隐藏文件，如".profile"文件 • *任何字符，如"ab*10"表示以ab开头和以10 结尾的名字 2015/4/13 浙大微电子 29/53 LINUX文件系统常用命令 LINUX命令 LINUX命令举例 显示当前目录 pwd pwd 改变目录 cd cd /usr 创建目录 mkdir mkdir abc 删除空目录 rmdir rmdir abc 删除目录及其内容 rm -r rm -r abc 显示目录内容 ls ls abc ls -a abc(所有类型文件) 拷贝文件 cp cp file1 file2 移动(重命名)文件 mv mv call.test call.list 删除文件 rm rm call.list 2015/4/13 浙大微电子 30/53 cp命令 该命令的功能是将给出的文件或目录拷贝到另一文 件或目录中. 语法： cp [选项] 源文件或目录 目标文件或目录 例如 cp –i /home/lx/test.tar ./ 这个命令意思为把/home/lx目录下的test.tar文件拷贝到 当前目录下。 常用选项： •-f 删除已经存在的目标文件而不提示。 •-i 和f选项相反，在覆盖目标文件之前将给出提示要求用户确认。 回答y时目标文件将被覆盖 •-r 若给出的源文件是一目录文件，此时cp将递归复制该目录下所 有的子目录和文件。此时目标文件必须为一个目录名。 2015/4/13 浙大微电子 31/53 mv命令 用户可以使用mv命令来为文件或目录改名或将文 件由一个目录移入另一个目录中 语法：mv [选项] 源文件或目录 目标文件或目录 例如： mv test1 test2把当前目录下的test1文件重命名为test2 mv /home/lx/test.tar ../ 把/home/lx目录下的test.tar文 件移动到上级目录下。 常用选项： -i 交互方式操作。如果mv操作将导致对已存在的目标文件的覆盖， 此时系统询问是否重写，要求用户回答y或n，这样可以避免误覆盖文件。 -f 禁止交互操作。在mv操作要覆盖某已有的目标文件时不给任何指示，指 定此选项后，i选项将不再起作用。 2015/4/13 浙大微电子 32/53 rm命令 该命令的功能为删除一个目录中的一个或多个文 件或目录 语法： rm [选项] 文件 例如： rm –r /home/lx/test 删除/home/lx目录下的test文件夹以及文件夹中的内容 常用选项： - r 指示rm将参数中列出的全部目录和子目录均全部删除。 - i 进行交互式删除。 使用rm命令要小心。因为一旦文件被删除，它是不能被恢复的。为了防止这种情 况的发生，可以使用i选项来逐个确认要删除的文件。如果用户输入y，文件将被 删除。如果输入任何其他东西，文件则不会删除。 2015/4/13 浙大微电子 33/53 mkdir和rmdir命令 mkdir功能：创建一个目录 rmdir功能：删除一个空目录 语法：mkdir 文件名 rmdir 文件名 例如： mkdir test 这是在当前目录下创建一个test目录 rmdir test 这是删除当前目录下的test空目录 2015/4/13 浙大微电子 34/53 cd命令和pwd命令 cd 命令（change directory） 功能：改变工作目录。 例： cd .. 进入当前目录的上一层目录 cd ~ 进入用户的home目录，同cd cd /usr/bin 跳到/usr/bin目录 pwd 命令 （printing working directory） 说明：此命令显示出当前工作目录的绝对路径。 2015/4/13 浙大微电子 35/53 ls 命令 其功能为列出目录的内容 语法：ls [选项] [目录] 常用选项： - a 显示指定目录下所有子目录与文件，包括隐藏文件。 例如： ls 列出当前目录下的文件，不包括隐藏文件 ls –a 列出当前目录下的文件，不包括隐藏文件 2015/4/13 浙大微电子 36/53 2、压缩与解压缩命令 • 1、压缩命令包括tar命令和gzip命令 • 2、解压缩命令包括tar命令、gzip命令 和unzip命令 常见的压缩后缀有： • .tar • .tar.gz 这四种格式都可以用以上 • .gz 所讲的命令压缩和解压缩 • .zip 2015/4/13 浙大微电子 37/53 tar 命令 其功能为压缩和解压缩文件 语法：tar [主选项+辅选项] 文件或者目录 常用主选项： -c 压缩文件 -x 解压缩文件。 2015/4/13 浙大微电子 38/53 tar 命令 常用辅助选项： -f 使用档案文件或设备，这个选项通常是必选的。 -v 详细报告tar处理的文件信息。如无此选项，tar不 报告文件信息。 例如： tar –cvf bak.tar backup 备份backup目录下的所有 文件和目录 tar –xvf backup.tar 将备份backup.tar文件还原 2015/4/13 浙大微电子 39/53 gzip命令 其功能为压缩与解压缩文件 语法：gzip [选项] 文件名 常用选项： -v 压缩文件 -d 将压缩文件解压。 例如： gzip –v file 将file文件压缩成file.gz文件 gzip –d file.gz 将file.gz还原成file文件 2015/4/13 浙大微电子 40/53 unzip命令 其功能为解压缩文件 语法：unzip [选项] 压缩文件名.zip 常用选项： -n 不覆盖已经存在的文件。 -o 覆盖已存在的文件且不要求用户确认。 2015/4/13 浙大微电子 41/53 3、ftp软件用法 1、自己的PC机连接服务器 服务器地址 例如使用flashFXP软件 服务器地址： 192.168.83.136 端口：21 用户名：登录putty时用 的帐号 密码：登录putty时用的 密码 2015/4/13 端口 用户名 密码 浙大微电子 42/53 ftp软件用法 2、服务器连服务器 例如：从138服务器连接136服务器，拷贝资料 首先，在 Xterm窗口中 输入gftp命令 打开gftp窗口 2015/4/13 gftp 浙大微电子 43/53 服务器名： 192.168.83.136 2015/4/13 端口号： 不填 浙大微电子 登录putty时 用的帐号 登录putty时 用的密码 44/53 4、vi编辑器 vi是所有LINUX系统都会提供的文本编辑器，它提 供了一个视窗，通过它可以编辑文件。当然，对 LINUX系统略有所知的人，或多或少都觉得vi超级 难用，但vi是最基本的编辑器。 直接在Xterm 窗口中输入vi， 便可以打开vi 编辑器窗口 2015/4/13 浙大微电子 45/53 vi编辑器 vi的基本概念 基本上vi可分为三种操作状态，分别是 •命令模式（Command mode）； •插入模式（Insert mode）； •底线命令模式（Last line mode） 。 1． Comand mode：控制屏幕光标的移动； 2． Insert mode：唯有在Insert mode下，才可做 文字数据输入，按Esc等可回到Comand mode。 3． Last line mode：储存文件或离开编辑器。 2015/4/13 浙大微电子 46/53 vi的基本操作 •进入vi 在系统提示符号输入vi及文件名称后，即可进入vi全屏幕编辑画面。 有一点要特别注意，就是您进入vi之后是处于“Command mode”下， 您要切换到Insert mode才能输入文字。 •切换至Insert mode编辑文件 在Command mode下按‘i’ 键就可进入Insert mode。这时候您就可 以开始输入文字了。 •Insert的切换 切换到Command mode模式，按Esc键 •离开vi及存文件 在Command mode下，可按冒号“：”进入Last line mode，例如： :w filename (输入“w filename”，将文章存入指定的文件名filename) :wq (输入“wq”，因为进入之时已经指定文件名testfile，所以会写入 testfile并离开vi) :q! (输入“q!”，强制离开并放弃编辑的文件) 2015/4/13 浙大微电子 47/53 5、启动软件 1、新建一个Xterm窗口； 2、source 环境变量； 3、输入启动命令 例如：启动cadence 1、新建一个Xterm窗口； 2、输入 source /opt/demo/cdsmmsim7_cal11.env 3、输入 icfb &； 后面加一个 & 的意思是，在输入这一个语句之后， 这个在软件关掉之前窗口还可以继续输入其他语句， 否则不能再继续输入其他命令 2015/4/13 浙大微电子 48/53 6、常遇到的问题及解决办法 1、文档中许多文件后缀名如.lib、.cdslib、.scs等没见过， 怎么打开这类文件？ 答：linux是文档处理系统，不同于windows。大部分的文件 可以用vi编辑器打开。或者用windows的写字板打开。 2、用putty申请的端口号忘记了？是否需要重新申请一个？ 答：端口资源有限，重新申请一个会浪费资源。 直接用putty命令运行 cd .vnc语句，在运行ls –a语句 然后会显示 端口号.pid 文件 2015/4/13 浙大微电子 49/53 常遇到的问题及解决办法 3、文件被锁住，打开时提示只能打开，不能编辑？ 答：在账户根目录下输入以下命令。 find -name \*.cdslck | xargs rm 这个命令意思为找到后缀为cdslck的文件，然后将 它删掉。 4、source环境变量时用到的env文件，我们实验室 都统一放在/opt/demo/目录下。 2015/4/13 浙大微电子 50/53 常遇到的问题及解决办法 5、启动软件时，窗口提示显示位数不支持？ 答：申请vnc端口时，直接输入vncserver，自动分配的 是16位。 在source cdsmmsim7_cal11.env文件，使用2011年 版本的calibre时，需要输入 vncserver –depth 24 ，申请 显示位数为24位的vnc端口。 6、忘记了vnc的登录密码？忘记了putty登录密码？ 答：忘了vnc登录密码，可以登录putty，然后删除账号 目录下的隐藏目录.vnc 。如果忘了putty密码，只能找 管理员重置密码。 7、杀掉vnc端口可以用如下命令 vncserver –kill ：端口号。 2015/4/13 浙大微电子 51/53 补充 关于linux系统命令更为详细的讲解，如 有需要，可以在微电子所网站>服务指南 >linux常用命令下找到 网址： http://www.isee.zju.edu.cn/ic/redir.php?catal og_id=10&object_id=1137 2015/4/13 浙大微电子 52/53 关于考试 • • • • 平时作业占50% 期末闭卷考占50% 推选课代表 问题？ 2015/4/13 浙大微电子 53/22 53/53