零基础小白必看丨Cadence IC 模拟版图初学手记

Cadence初学手记（一）

如何进入Cadence

（1）进入UNIX系统后，点击右键，在弹出菜单中点选tools–terminal,在terminal提示符后键入icfb,启动Cadence.如果在icfb后加＆则那个terminal窗口还能干别的，要是不加就什么都不能干了，而且关掉terminal Cadence也会关闭

（2）在主窗口CIW里，点file–new–libarary,新建一个库，然后可以在库里新建cellview.view name有schematic(原理图)layout(版图)symbol(符号)等，根据需要选择

（3）如果要画版图，一定要选compile a new tech file 或attach to an existing tech file,如果选第一项，则在弹出窗口里输入要compile的tf文件的路径，如果选第二项，则选择一个已经存在的库，你新建的库就会attach到那个库，就是说两个库用一个工艺文件

（4）将一个已有的库包含进来用libarary path manager,在tools菜单里，启动后，左边输入库名，右边输入库路径，再点file–save,就可以了，库路径信息保存在cds.lib文件中

Cadence初学手记（二）

（一）建好库后，新建cellview时选schematic,进入原理图编辑窗口，然后就可以画电路图了，和其它画电路图的软件如protel大体上都是差不多的，都是加入原件后扯线就行了

(二)发几个常用快捷键，用Cadence时，一定要熟练使用快捷键，可以给你的工作提供很大便利

i——添加元件；（我一般都用sample库的mos管，二极管等，basic库的VDD，GND）

p–加输入输出引脚

[——缩小两倍；

]——扩大两倍；

w——连线（细线）；

f——全图显示；

q——查看元件属性。

u–撤消上一次操作

U–重做上一次操作

c–复制

m–移动

在选复制移动后，点F3键，可出现设置对话框，可以设置复制几行几列，ratote(旋转)sideway(左右镜像翻转)updown(上下镜像翻转)）

X–检查并存盘

S–存盘

（三）可以把画好的电路图封装成symbol,以后就可以调用自已的原件了。方法是点design–creat cellview–from cellview,再点OK就好了

 Cadence初学手记(三)：画版图

1、在一个包含工艺文件的库里新建cell,cellview选layout

2、常用快捷键

r:画矩形(retangel)

k:创建尺子

shift+k:清除所有尺子

m:移动(move)

c:复制(copy)

s:伸拉(strech)

shift+m:两图形融合(merge)

shift+c:切图形（chop）

u:取消上一次操作（undo）

shift+u:重复上一次操作(redo)

q:属性

l:标签（label）

另：键入上述命令后按F3，可以出现高级选项对话框

3、了解了快捷键

我们现在开始画版图啦!首先，在左边的LSW窗口点击你所需要的层次，比如先选oxide（或active）,再按r，拖动鼠标，画出一个矩形，再按k，标定好尺寸，再按s，拖动矩形边调整到合适大小，这样有源区就画好了，同样方法再选poly层画栅，metal1画金属线，cont层画接触孔，一个最简单的mos管就画成了

4、关于版图的层次

  (1)版图的层次由工艺文件定义，也可以自已添加或删除，在CIW窗口中，点technology file–edit layers,出现对话框，有add,edit,delete等选项，点add新加层次时，要注意display resourse一定要和其它层选的不一样，否则这两个层显示的条纹色彩就一模一样。还有stream data type number,stream layer number等，与将来导出GDS文件有关，具体什么含义我也没弄太清楚。修改结束后会提醒你工艺文件已修改，是否保存

（2）关于各层显示：各个层次的显示由.drf文件定义,可以在LSW窗口中，点file–display resourse进行修改，边框，条纹，颜色等等都可以修改，一切按自已习惯来，也可以在出现的对话框中，可以点file–load来载入已经存在的.drf文件。修改后的显示信息也可以保存，以便下次直接调用

补充：是在打label的时候，一定要把label包含到所要标记的线条里，否则后期DRC的时候就系统就认不出来。

还有，在绘制版图的时候，如果层次很多，有些层又暂时用不着，可以将其屏蔽,通过LSW上的AV（all visible）NV(none visible) AS(all selectable) NS(none selectable)来实现，这样画面就清爽多。

Cadence初学手记(四)

电路的Hspice仿真

1、将电路导成网表：将画好的电路图check and save后，在CIW窗口里，点file–stream out–CDL,在弹出窗口里点browser,选定要导出的电路图，设置好路径（路径如果不填就在启动Cadencer的目录下）和导出文件名（默认为netlist），点OK

2、找到你刚刚生成的网表，对其进行编辑，我一般是先把GLOBAL　VDD　GND那一行前面的星号去掉，因为星号是代表注释掉某一行语句，而我们需要VDD GND做为全局变量。然后再把最下面main circuit那一块里的subckt前加上星号，subckt意思是定义子电路，在main circuit里无需定义子电路。

3、去掉最后的end cellname,加激励：

v0 VDD GND 6 *定义电源和地之间的电压　6V*

v1 IN1 0 pulse(0 5 5u 1n 1n 5u 10u) *输入信号1　脉冲　低电平0V　高电平5V　延迟5u 上升时间1n 下降时间1n 正半周时间5u 周期10u*

.op *分析静态工作点 *

.option list post nomode *这句不太懂，汗*

.print　*输出说明，还可写成print v(节点名称)　i(r1) p(r1) 分别代表输出电压电流和功率*

.inc ‘/home/user1/n95.inc’*要用到的工艺制程*

.tran 1u 300u *每1u分析一点，总共分析300u*

.end

4、在保存网表的路径下，打开终端，键入hspice netlist(或你的网表名)，程序开始运行，等运行结后，键入awaves netlist.tr0,就可以看波形，想看哪个波形，在result browser里一双击就可以了

Cadence学习手记（五）

版图的DRACULA验证

1.将版图导成GDS文件:在CIW窗口中点file–stream out，在弹出的对话框中点browser选定你要导的版图，设置好输出文件名，路径等等点OK

2.对DRC文件进行修改:在INDISK后，写入你的GDS文件路径及文件名，OUTDISK后设置你的输出文件名，PRIMARY后写你的cellname,workdir后写你的DRACUAL程序路径，改好后保存

3.将改好的DRC文件和GDS文件放在同一目录下，并在此终端下键入PDRACULA,在提示符后输入”:/g cellname.db”，程序开始运行，生成jxrun.com等可执行文件，程序运行完后输入“:/f”推出程序

4. 输入jxrun.com,系统开始进行DRC验证，生成文件。

Cadence初学手记（六）

关于command file

我们常把dracula的脚本语言叫做command file,command file结构大致分为三大块即： 主体说明部分(description block),用来设定输入/出database信息，运行的模式等相关信息； 

图层说明部分(input layer block),用来说明所要操作的图层，文字等信息； 主体操作部分(operation block),这是command file的操作运算部分

一、主体说明部分

给个例子

*description 

primary = top1017 ;primary cell name 

indisk   = ../db/top.db ;input file name 

outdisk = out.dat ;output file name 

printfile = prt ;output log file 

resolution = 0.005 mic ;minium layout increment 

scale = 0.001 mic ;tap equivalent 

listerror = yes ;enable output log file 

program-dir = /home/dracula ;directiory include dracula program 

mode = exec now ;execution mode 

keepdata = inquery;smart;yes 

delcel = tmp ;cell delete 

text-level = 1 ;consider text in nth level 

system = gds2 ;database format 

*end 

黄色的字是一般是要自已改的

二、图层说明部分，就是定义版图中所用的层

如：*input-layer 

pwell   = 1 

pplus   = 2 

cont   = 5 

… … 

mt1     = 6 text 6 attach mt1 texttype 2 

substrate = bulk 99 

connect-layer = poly mt1 mt2 

temporary-layer = ngate pgate aplug 

*end 

三、主体操作部分

这部分就好像编程似的，比如，要检查两根metal1的间距不能小于0.6u

语句如下：

ext[h] mt1 lt 0.6 out drc01 40

整个operation部分的内容就是

*oper

ext[h] mt1 lt 0.6 out drc01 40

*end

本句的具体意思就是

mt1 extend to mt1 less than 0.6 ,and check notch, 

output error named drc01 by layer number is 40 at last

ext 表 extend

[h] 为该命令的选项，为check notch

lt 为little

out 为output

写dracula command file就像写八股文，照着往上套就是。

就写drc command file来讲，主要针对designer rule来写，

首先看懂rule后，再去规则一下，主要思路如下：

1，定义好所要用到的层

2，将要层进行细化，来表达准确的含意

3，定义好组件

4，给定check rule

比如说，要检测出gate与cont的rule

1，定义好层

…

pplus = 2

cont = 5

poly1 = 12

thin = 8

…

2，细化

…

and   pplus   thin   pthin;;pplus与thin重合的部分定义为pthin，即p型的thinoxide

and   nwell   pthin   pdiff;;pthin与nwell重合的部分就是要来形成pmos的部分

…

3，定义组件

…

and   poly1   thin   gate ;poly1与thin交结的地方，即是gate

and   pdiff   gate   pgate;;gate在pdiff，就认定为pgate

not   gate   pgate   ngate;;gate除去pgate，就认定是ngate

…

4，给定rule

…

ext[to]   cont   gate lt 0.4 out drc04 40;;gate距cont，至少0.4u

…

此例中，先定好要用到的层，细化时即是定义由基本层派生出的层将层与层进行组合，就形成你所想要定义的组件，对应到平时所讲的如，gate,pmos,nmos等，这些并不是单纯的层，而是由层与层交织出的组件。

值得注意的是，这些定义要能真正体现mask的本意，否则command file就是无意义的。以小见大， 就可以完成command file的编写

 Cadence初学手记（七）

版图与电路对比lvs

1、将版图转换成GDS文件：和前面讲DRC时一样，就是在CIW里点file–export–stream out,设置好文件名和路径，点OK

2、将电路图转换成网表：CIW里，file–export–CDL,设置文件名和路径，点OK

3、将GDS文件，网表和LVS文件都拷在同一个目录下

4、修改LVS文件：

INDISK后写你的GDS文件路径

OUTDISK后写输出文件名

PRIMARY后写你的top cellname

program dir后写DRACULA程序的路径

5、将netlist转换成LVSLOGIC.DAT:在验证目录路径下，键入大写LOGLVS，然后在冒号后输入“cir 网表名”编译网表，“con 要转换的电路原理图的top cell名”将top cell转换成XTR文件，“:SUMMARY”看电路图情况，包括各种器件个数，’:x’退出

6、在同一路径下，键入PDRACULA，在提示符后输入“/g lvs文件名”，“/f”退出，生成jxrun.com

7、输入jxrun.com则开始执行LVS检验，若输入jxrun.com>cellname.log，则检验在后台执行并将结果输出到cellname.log文件里

8、程序结束后，生成很多文件，可通过lvs.lvs来查看错误

  Cadence初学手记（八）

关于LSW

middle:使某一层不可见，要注意这层不能是选定用来绘图的那一层

shift+middle:只有点的那一层可见，其余不可见，相当于NV

right:使某层不可选，某层处于不可选状态时，颜色会变淡些，在版图上你就无法选定由这层画出的图形

shift+right:只有点的那一层可选，其余不可选，相当于NS

要解除不可见或不可选的状态，再点一下middle或right就可以了

 Cadence初学手记（九）

hspice小窍门 LVS的小经验

1、改变横坐标：在result browser窗口里，选中你想要作为横坐标的变量，再点Apply就可以了

2、如果电路是层次化的，想看某一模块里某一cell的电压或电流，在网表里写blockname.cellname就可以，比如看一个管的漏电流：print dc i(XI.mp24)。再在results browser窗口hierarchy栏双击top,点选某一模块，就可以在types和curves里点击相应的项目查看波形

3、有时会提示“input file has no data”怎么办？明明网表在，激励在，怎么no data呢？其实也很简单，就是修改网表的时候，删最后那一行的“ends cellname”时，千万不要把那一行全部选删掉，就选那几个字删就好，否则就会no data.

LVS的小经验

1、确保所有的LABEL均被识别出来，尤其是VDD和GND的。LABEL用哪一层金属都可以，只要将其原点包含到你要标识的那个金属条里就行

2、特别要注意PAD之间不能短接。我这次做LVS最开始只认出了四个输入，四个输出及电源和地都没有被认出来，我百思不得其解，后来上网请教，得知要查查PAD是否有相同的器件连接。我一查，果然，由于我粗心马哈，metal3有部分重叠，几个PAD连成一片，能认出来才怪。断开重叠的metal3，又发现多打了几个via,把电源和地打通了，除掉那几个害人的via，又发现两个输出的功率管的漏极接到一起了，就相当于一个管子接了两个PAD，肯定会出错啦

3、报告结果的.lvs文件中，差异报告部分左边是原理图的器件，右边是版图的器件，我一般都是从不匹配的节点开始找。在LVS－－setup后，将不匹配的netname写入LVS　view窗口的第二栏里，再点fit ,不匹配的net就会高亮显示，再在原理图窗口用edit–search,找到相应的net,就可以比较两者，看哪儿出错了

4、关于LVSCHK选项的简介LVSCHK[option] Option解释如下：

A   将串连电容认做一个

B   仅仅保持并联三极管的单个性，有多少是多少。其他如并联的mos，dio，ldd，res，cap等全部认成一个！

C   如果没有定义X选项，则把各种Pmos Nmos组合起来认成device，如nor nand aoi oai等。这里的pmos 和nmos必须是    在lvs cmdfile中被定义为MOS[P] MOS[N].

E和E` 怎样认一些并联的器件，并联的器件其实就是类似或相同的器件。，lvschk有两种认的方式，一种是E，以device为单位来认，另外一种就是E`，以node为单位来认。都指的是线路和layout的互相识别。lvschk后面有一些例如wpercent＝0 什么的，如果没有，那么dracula自动打开lvschk的E选项.E和E`不能同时在lvschk里面出现。

书上建议说最好run两遍，一遍带E，一遍带E`，只有真正的错误才是在两次的错误报告中同时出现。

F   过滤掉没有用到的mos，比如在gate array的案子中。线路和layout可以单独过滤

G   过滤掉没有用到的mos，比如在gate array的案子中。线路和layout同时过滤。

K   有K就自动将B变成无效了。但是如果有S选项也有K选项，那么K无效了。K表示不把所有的并联device smash。

L   有L有C，C被盖掉。L跟C差不多，仅仅不包含aoi 和 oai。

M   dracula可以认出这种inverter（这个inverter用来short nand或nor的gate）

N   在gate级别认substrate，否则是在transistor level上认。如果有虚gate的情况，同时需要N 很T选项。

O   首先，用了O就不能用X。在没有连接vdd或者gnd的情况下，依然可以认出并联或者串连的mos来！挺有用！

P   检查电容的极性！

R   smash 串联的电阻。也就是说，串多少个都认成一根！除非分叉！

S   接了power或者gnd的mos，将几个并联的认做一个。（没见过哪个cmdfile没用这个选项）

T   前面略有介绍。

U   去掉不相关错误，好用啊

X   有X就不能swap。

Z   过滤掉那些没有接到power或gnd上的device。

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