环形振荡器

集成电路设计实践报告

题目：基于Cadence的反相器设计

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1.关于Cadence EDA软件

Cadence EDA软件是当前在各类工作站上广泛使用的一种功能最为完备的电子设计自动化辅助工具，其布局/布线工具与电路仿真工具的性能超群，世界上绝大多数IC生产厂商都可以直接接收由它们生成的IC版图和仿真结果。

对于全定制的设计，首先应输入电路原理图，然后对其要完成的功能进行仿真，以便对设计功能进行验证并对设计参数进行优化。仿真结束后，进行电路的IC版图设计，设计完成后要进行版图的设计规则检查和设计参数的提取，以检查版图设计是否符合工艺要求。完成了版图的设计后，还要将版图电路与原理图电路进行对比，即LVS(Layout Versus Schematic)。确定无误后，用从版图中提取的包括各种寄生参数在内的数据进行所谓的后仿真(Post Simulation)，该后仿真能够比较好地反映IC制造完成后电路的实际工作情况。一旦仿真结果满足设计要求，就可以将版图数据提交给生产厂商进行流片生产。

2.反相器设计

2.1实验目的

1、掌握用Composer绘制倒相器的电路图；

2、掌握用Analog Artist进行倒相器的电路仿真。

3、通过Vrtuoso工具进行倒相器的版图设计，尺寸按照要求绘制；

4、对倒相器的版图进行DRC、ERC、LVS验证。

2.2实验步骤

2.2.1反相器原理图的绘制

1 在终端提示符下，键入icfb&，启动Cadence EDA软件。

2 在弹出的Library Manager窗口中执行File->New->Library，将会弹出如下图所示的窗口，在Name栏中输入设计库的名字，然后还需要为设计选择一个已经存在的工艺库。具体做法是点击Attach to existing tech library前面的按钮，然后选择相应的工艺文件，当然在进行电路设计及仿真时也可以不选定工艺文件，最后点击OK。

3、在Library Manager窗口中先选择刚才新建立的库，再在菜单文件选项中选择执行File->New->Cell View选择工具栏中的“添加元件”，弹出添加元件的窗口，点击Add Instance窗口中的Browse，会弹出Component Browser窗口，选定Library为analogLib，并使得Flatten的复选框选中，一些常用的元器件就在Analoglib库中列出来了。

添加完所有的元件后，得到如下图的倒相器电路。在此基础上需进一步设定元件的模型名称以及一些参数的值，特别是mos管，一定要填model name，否则在仿真时会出错。

在设置元件参数前，先选中倒相器电路中相应元件，再点击Composer-Schematic Editing窗口左面的“属性”工具。

对于各元件，它们的属性应设置为：

pmos:

model name: ami06P

width: 2μm

length: 600nm

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

nmos:

model name: ami06N

width: 800nm

length: 600nm

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

vdc:

DC voltage: 5V

Number of noise/freq pairs: 0

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

vpluse:

Voltage1: 0V

Voltage2: 5V

Rise time: 100ns

Fall time: 100ns

Pulse width: 2μs

Period: 4μs

注意：从一种状态转为另一种状态，按ESC或直接点击工具栏中图标。

4、在绘制完原理图之后，我们开始进行仿真。利用Composer-schematic界面中的Tools→Analog Artist项可以打开Affirma Analog Circuit Design Environment窗口，

5、为了要显示输入、输出的波形，我们要设置输入、输出节点，我们可以点击Outputs->To Be Plotted->Select On Schematic这时窗口会自动切换到Composer-schematic界面中，这时我们点击两个mos管栅极所相连的连线，连线颜色会发生变化，代表我们已经选择了两个mos管栅极所相连的连线，同理我0们继续点击pmos的源极与nmos的漏极所相连的连线，连线颜色会发生变化，代表我们已经选择了相连的连线。

6、点击Affirma Analog Circuit Design Environment窗口中的Setup->Simulator/Directory/Host，进行仿真器的设置。在Simulator选项中选择相应的仿真内核spectreS。

7、点击Affirma Analog Circuit Design Environment窗口中的Setup->Model Path，

进行模型路径的设置界面。在New Directory右面输入/export/stu/x1/nom，输入完之后点击输入栏下的Add Above，确保Directories中出现刚输入的路径，在点击OK后退出。

8、选择仿真类型。点击Analog Artist Simulation窗口中右面的“Choose Analyses”工具，在Analysis中选择tran，在Stop Time中输入15μ。

9、在设置完以上内容后，点击Affirma Analog Circuit Design Environment窗口中右面的“Run Simulation”工具，在仿真有了结果之后，系统会自动调出Waveform窗口，并显示output的波形。