04集成电路版图基础-Cadence工具简介

在schematic editing 窗口浏览分析电路。 常用指令及其快捷键
指令 快捷键 指令 快捷键 Wire（N…） Wire（W…）（添 Shift+w w （添加连线） 加总线） m c move（移动） Copy（复制） Property（查看属 s q Stretch（拉伸） 性） Zoom in（放大） Ctrl+z Zoom out（缩小） Shift+z p l Pin（添加引脚） 添加文本


注意：如果之前运行过LVS，此时会出现 一个提示窗口。选中form contents（重新 创建LVS文件内容） ，继续LVS。

如果验证成功，返回LVS窗口，单击 “output”按钮，查看验证报告。

LVS验证报告：
错误类型
错误位置
错误原因
错误数量
错误原因
（b）
3. 复制(Copy) 1）复制命令Edit→copy，或快捷键c 或点击图标
2）点击目标图形 3）移动鼠标到空白处再次点击完成复制 4） 按＜Esc＞键停止复制命令
Байду номын сангаас
4. 移动(move) 1）复制命令Edit→move，或快捷键m 或点击图标
2）点击目标图形 3）移动鼠标到空白处再次点击完成移动 4） 按＜Esc＞键停止移动命令
Cadence工具简介
光电工程学院
王智鹏
一、浏览电路

Cadence virtuoso 基于linux操作系统， 主要包括电路系统设计工具、版图设计工 具和版图验证工具。软件启动后，会看到 全局管理窗口——CIW

在CIW窗口中点击“Tools”，选择 “library manager”打开库文件管理器。 并从中单击选择所需的library—cell—view， 双击“schematic”打开目标电路图。
建立几何图形
1. 矩形（Rectangle） 1）建立矩形命令： Create→Rectangle或快捷键r 或点击图标
2）选取图层
3）画矩形。
(a) 点击左键 (b) 移动鼠标 (c) 点击左键建立矩形 (d) 完成的矩形
(a)
(b)
(c)
(d)
4）按＜Esc＞键停止画矩形命令。
2. 多边形（polygon） （1）方法1 ① 建立多边形命令： Create→polygon或快捷键shift+p 或点击图标。
2、版图编辑界面

版图编辑窗口中，顶端显示文件所对应的 库名、单元名、文件类型信息。 单元名 文件类型
库名

版图编辑窗口由icon menu（图标菜单）、 menu banner（菜单栏）、status banner（状 态栏）三部分组成。
状态栏
菜单栏 图标菜单

icon menu（图标菜单）位于版图编辑窗 口左侧，列出了常用命令的图标，将鼠标 移动到某一图标上，图标下方就会显示该 图标对应的指令。
编辑好端口属性后，在版图编辑窗口中需 要添加端口的位置画一小矩形，之后再单 击一次，放置端口名，即完成一个端口。 这里的metal1端口图层仅表示连线关系， 不生成掩模板，无所谓规则，只要与实际 版图上的铝线连接即可。

添加power端口需要选择sym pin 模式， 打开create symbolic pin 窗口。 以添加vdd端口为例，

衬底连接与布线： MOS管衬底必须接到相应电位，有源区作 为源漏极也需要引线连接。半导体衬底材 料必须先制作active有源区，才能通过通孔 与金属引线连接。 根据不同工艺，通孔尺寸和间距不同。

版图设计过程中， 各层没有严格顺 序要求
器件连接关系及端口 ： 用铝线直接连接两管漏极，并可作为输出 端； 多晶硅连接两管栅极，制作通孔后连接金 属，作为输入端； 与金属相连的两管衬底作为power端。
5. 拉伸(stretch) 1）复制命令：Edit→stretch，或快捷键s 或点击图标
2）点击目标图的一条边或一个顶点 3）移动鼠标到空白处再次点击完成拉伸 4） 按＜Esc＞键停止拉伸命令
6. 标尺(ruler) 1）标尺命令：window→create ruler， 或快捷键k或点击图标

版图验证项目包括五项：
(1) DRC (Design Rule Check) 设计规则检 查。 (2) ERC(Electrical Rule Check) 电学规则检 查。 (3) LVS(Layout Versus Schemati) 版图和 电路图一致性比较 (4) LPE(Layout Parameter Extruction) 版 图寄生参数提取 (5) PRE(Parasitic Resistance Extruction) 寄生电阻提取

端口名应为“vdd!”，
type 选为“jumper”， pin type 选择“metal1”。
I/O
可以在create symbolic pin窗口中选择 “shape pin”切换至create shape pin窗口。
三、版图验证与检查

版图验证是指采用专门的软件工具，对版 图进行若干项目的验证。例如： 是否符合设计规则？ 版图和电路图是否一致？ 版图是否存在短路、断路及悬空的节点？

添加端口： 从LSW 中选择合适的金属层，如metal1。 在版图编辑窗口中的菜单栏，选择 create—pin。开始为版图添加端口。 在“mode”选项后选择rectangle模式，在 create shape pin 窗口编辑输入输出端口。

可以在create shape pin窗口中选择 “sym pin”切换至create symbolic pin 窗口。
k
Shift+k
Shift+z
Zoom in（放大） Ctrl+z
3、LSW：


layer select window（图层选 择窗口）。该窗口显示设计版 图所用的工艺库文件的位置、 可供选择和当前选中的版图图 层，以及各图层的图样属性。 如右图显示当前所用工艺库文 件位于“MYLIB”目录下，当前 选择的图层为“active”。
图标栏（Icon Menu)
常用指令及对应快捷键
指令 Rectangle（创 建矩形） move（移动） Stretch（拉伸） 快捷键 r m s 指令 Polygon（创建 多边形） Copy（复制） Property（查 看属性） 清除标尺 Zoom out（缩 小） 快捷键 p c q
Ruler（标尺）

工艺库文件在工程创 建之初已经确定，不 用再做操作。而可供 选择的图层，根据不 同设计需求会有所不 同。常用图层名称及 其含义
版图图层名 称 Nwell Active Pselect Nselect Poly cc（或cont） Metal1 Metal2 Via
含义 N阱 有源扩散区 P型注入掩膜 N型注入掩膜 多晶硅 引线孔 第一层金属 第二层金属 通孔

点击OK，开始DRC，可以在CIW 窗口看到 运行信息。如果有错，CIW窗口会提示错 误数量及错误类型，并在版图编辑窗口出 现闪烁标记。
2
1
3
1
Active must be inside select
2
Gate enclosure of active： 0.30um
3
Active enclosure of gate： 0.45um

提取成功后，在版图文件的存放目录下， 增加一个extracted文件。打开可以看到提 取出来的器件和端口。 选择Verify-probe菜单，在弹出窗口中可以 选择查看连接关系。

3、 LVS
Layout vs. schematic comparison（版 图与电路对比），检查设计完成的版图是 否与原电路相符。 在版图编辑窗口菜单中选择verify-LVS 即 可打开对话框。


其中，DRC和LVS是必做的验证。
1、 DRC

Design rule checking （设计规则检查）。版图 的设计必须根据DRC 规则文件进行，不同工艺的 DRC 规则文件不同。
建议完成一部分设计之后就做一次，分阶段进行。避
免完成全图后再做DRC，错误之间相互牵连不便修改。


DIVA 下的DRC 规则文件名为divaDRC.rul。通 常与工艺库文件存放在相同目录。 在版图编辑窗口，单击菜单verify ——DRC，弹 出DRC 规则检查对话框，
PMOS
NMOS
二、绘制版图
1、新建版图文件：
在库文件管理器 “cell”一栏中选中需 要设计版图的电路文 件 在库文件管理器菜单 中依次点击file— new—cell view，出 现新建文件窗口

文件名
文件库名
文件类型
选用工具

注意，版图文件的library name（库名）、 cell name（单元名）必须与电路文件相同。 点击“tool”右侧的工具选择按钮，选择 “virtuoso”，点击OK，完成新文件创建。
2）点击任意所需一点为起点 3）移动鼠标到空白处再次点击完成标尺 4） 按＜Esc＞键停止标尺命令 5）按shift+k 清除所有标尺
反相器版图实例
在P型衬底上制作CMOS反相器，需要一个 PMOS管和一个NMOS管。其中PMOS管制 作在N阱中，包含有源扩散区、多晶硅栅； NMOS管包含有源扩散区、多晶硅栅。 工艺上为了区分P管、N管，分别添加 pselect和nselect两层。 为了实现电路功能，必须使用金属层布线， 并在金属与半导体之间制作引线孔
② 选取图层。
③ 画多边形。 (a) 点击第一点 (b) 移动鼠标，以此点击各个拐点 (c) 双击或按＜Enter＞键使多边形 封闭 (d) 完成的多边形
(a)
(b)
(c)
(d)
（2）方法2 (a)绘制多个矩形 (b)使用合并命令edit-merge或快捷键 shift+m将矩形合并为多边形
（a）
可以选择Verify-Markers-Find菜单帮助找 错。单击菜单后会弹出一个窗口，在这个 窗口中单击apply就可以显示第一个错误。 如果选中“zoom to markers”，则会在版 图编辑窗口中，将错误图形的位置居中放 置。

2、 Extractor
版图提取，提取版图网表信息，用于与电 路网表对照验证。 在版图编辑窗口菜单中选择verify-extract 即可打开对话框。