实验二——反相器版图绘制

2、 设计文件组织结构与主窗口菜单 (1) 设计文件组织结构
Cadence 的设计文件组织分为设计库（library）、类（category，可以不用）、单元（cell）、 视图(view)四级。并在库定义文件 cds.lib 中进行定义设计环境中可见的设计库。
cds.lib |---library1 | |-----cell1 | | |---view1 | | |----view2 | | |----… | | |----viewN | |-----cell2 | | |---view1 | | |----view2 | | |----… | | |----viewN |---library2 | |-----cell1 | | |---view1 | | |----view2 | | |----… | | |----viewN | |-----cell2 | | |---view1 | | |----view2 | | |----… | | |----viewN
（2）、设计规则 绘制版图的过程中，必须遵循一定的设计规则。这是因为最终版图是要用于芯片制造的， 所以绘制的必须是符合生产工艺要求的版图，而工艺要求就是通过设计规则来进行定义的。 在绘制过程中按照设计规则进行版图设计，然后再经过设计规则检查（DRC, design rule check）来确保完成的版图没有违反设计规则。
在随后出现的对话框中 ASCII Technology File 一项中输入 csmc0p6um.tf , 然口点 “OK” 会出现一个信息窗口，提示已经成功建立工艺库。
2、基础知识讲解：
（1）、图层 本部分，我们将练习绘制一个反相器的版图。首先，来了解一下需要用到的图层：本课 程中使用 CSMC 双硅双金属混合信号工艺，主要的设计层包括
TB
tub，n阱，作为pmos器件衬底
TO
Thin Oxide，有源区，作为mos的源漏区
GT gate，多晶硅1，作为mos栅极
SP
P＋注入区
SN N＋注入区
W1 接触孔，金属1到多晶硅和有源区的接触孔
A1
铝1，的接触孔
A2
铝2，第二层金属
CP bond pad，pad开孔
（3）、设置图层和图层显示 上一步点 OK 后，自动打开了两个窗口：inv_1 的 layout 编辑窗口，以及 LSW 窗口。
关于 LSW 和版图的很多选项和功能，在以后的实验中会慢慢熟悉，这里我们先来设置 一下 LSW 中显示的图层，以及改变图层颜色和图案的方法。
设置 LSW 中显示的图层：我们看到，LSW 中显示的图层很多，但对于一个简单单元 的 layout，可能只需要用到其中的一小部分。为了方便起见，我们可以修改 LSW 中显示的 图层（这样并没有删除图层，随时都可以更改让其恢复显示）
（1）工艺文件 将 display.drf 和 csmc0p6um.tf 拷贝到/root 目录下。 关闭 cadence 软件，然后重新启动（icfb）
（2）软件选项设置 主窗口 optionsàuser preference，在弹出的设置窗口中将 undo limit 设置为 10。
（3）建立工艺库（technology library）：新建一个库（library），而且该库的类型为 technology library。 主窗口中 FileàNewàLibrary（1）, 会出现 New Library 设置窗口
确定 Compile a new techfile 被选中（2），然后将路径设置为你希望该库存放的位置， 例如这里我们设置为共享目录/mnt/hgfs/vlsi_database(3)，也可以通过双击 Directory 栏 来完成该操作。然后“Name”栏输入工艺库的名字，例如我们取名为 csmc_tf （4）， 然后点 OK(5)。
（2）、建立反相器设计单元(cell)的版图视图（layout view）。 在 主 窗 口 中 FileàNewàcell view, 或 者 Library Manager 窗 口 中 使 用 菜 单 FileàNewàCell View，弹出的窗口中确定 Library Name 为前面新建的设计库（1）， Cell Name 可以自己决定，例如我们输入 inv_1 (2)，View Name 输入“layout”(3)，此 项也可以不填，通过下面的 Tool 下拉菜单选中 Virtuoso，则会自动改变为 layout。 最 后点“OK”(4)。
然后会弹出设置 Technology 库的窗口，选中 csmc_tf，然后“OK”
这样，一个新的设计库“test1”就建好了。主窗口中 ToolsàLibrary Manager，会看到 Library 列表中增加了一个新的库“test1”。选中该库（鼠标左键在窗口中点击 test1），会看 到 cell 和 view 两栏都是空白的，这是因为这个库中目前还没有任何设计单元存在。
三、 版图设计之前的准备工作 1、 设计环境与工艺文件设置
版图设计需要准备的外部文件主要有两个，一个是 display 文件（display.drf）， 另一个 是工艺文件（*.tf）。其中，工艺文件用于定义版图设计中与工艺相关的一些信息，例如表示 有源区、多晶硅、金属等的各个图层；display 文件用于定义各个图层的显示方式。需要首 先将这两个文件放置到相应的位置。
这些图层，对于我们的设计工具来说，是通过工艺文件来进行定义的。图层的显示方式， 是通过 display.drf 文件来进行定义的。可以使用 vi 或者文本编辑器打开这两个文件，查看一 下大致的内容。
具体的绘制过程中，以不同的颜色或者图案来表示不同的图层，把这些图层按照一定的 关系和规则绘制在一起，最终形成表示半导体器件和互联关系的版图。完成的版图在经过设 计验证后，可以用于制造掩模，最终在半导体制造厂完成生产制造。
IM
第二层多晶硅电阻阻挡层
PC poly Cap，用作多晶硅电容上极板和多晶硅电阻的第二层多晶硅
详细的工艺信息请参考设计规则（0.6umDPDMMixedSignalTechnologyTopological DesignRule.pdf）,本次实验将会用到的层为 TB、TO、GT、SP、SN、W1、A1、W2、A2
按照实验一中的说明依次启动 VMWARE、Linux AS4 虚拟机、然后打开一个终端窗口。
在终端中输入以下命令： icfb↙
出现的主窗口如图 1-1-1 所示：
图 2-2-1Candence 主窗口
注意以下几个事项： （1）输入 icfb↙后，终端窗口的前台由于在运行该 cadence软件，不再接受新的命令。 如果要在终端窗口中运行其他命令，可以重新打开一个终端，或者使用命令 bg将 cadence 软件转入后台运行，这时原来的终端窗口就可以重新接受命令了。
实验二、版图基础
一、 实验内容 1、 熟悉 cadence 定制设计软件平台的基本界面与使用、设计文件组织方式。 2、 了解工艺文件、版图设计等的大致概念，熟悉 cadence 软件版图设计相关的 功能。 3、 绘制反相器版图
二、 Cadence 定制软件平台的基本界面与使用 1、 进入 cadence 软件
library(库)是一组设计单元的集合，存放一些单元（cell）。一个单元是由多种视图（view） 组成的。单元可以是一个简单的单元，像一个与非门，也可以是比较复杂的单元（由子单元 组合而成）。View 是某一个单元的不同表示形式，例如常用的 schematic 是单元的电路图， symbol 是单元的符号，layout 是单元的版图等等。
3、一些预先的工作
（1）、建立一个设计库：我们打算绘制的反相器版图，实际上是建立反相器“单元”（Cell） 的一个版图视图（layout view）。我们前面讲到过，单元是放在设计库中的。所以，需 要先建立一个设计库。
主窗口中 FileàNewàLibrary, 会出现 New Library 设置窗口，与前面建立工艺库 不同的是，这次要确定“Attach to an existing techfile”选项被选中。 库名“Name”可以自行设定，例如设定为 test1，然后点“OK”。
需要选中显示的图层包括前面第四部分列出的设计图层：TB、TO、GT、SP、SN、W1、A1、 W2、A2，以及用于标记的 A1TEXT、A2TEXT、TEXT、boarder、prBoundry层。（注意：应被 选择的是后面标记为“dg”的层）
选择完成后，点击“OK”。
完成以上操作后，可以看到 LSW 窗口中变为只显示所设置的图层了。
LSW 窗口中选中 EditàSet Valid Layers，会出现一个“Set Valid Layers”窗口 缺省是全部选中的状态，即每个图层后面的选择框是黑色的。因为我们需要设置选中的 图层较少，可以先点击左上角的按钮“None Valid”，这时可以看到所有的选择框都变成未 被选中的状态。然后再逐个选中需要显示的图层即可
操作：打开软件后，在主窗口中点选 toolsàlibrary Manager, 观察设计数据的组织结 构；选中某个 library 中一个 cell 的一个 view，打开查看，然后关闭
(2) 查看主窗口的菜单
点选各个菜单，看一下每个菜单下面大致有哪些子条目。
例如在 File 菜单下，主要的菜单项有 New、Open、import、export、refresh、Exit 等。 例如 New 菜单项的子菜单下有 Library、Cellview 两项。Library 项打开 New Library 窗口， Cellview 项打开 Create New File 窗口；open 菜单可以选择打开某一个设计，通过 library manager 也可以达到同样的目的；import/export 用于将设计数据导入/导出该 cadence 设计环 境；其他各个菜单项就不一一列举了，在随后的实验中用到时再做说明。