第一章第三节第四节集成电路CAD概述 习题

电路图设计工具Composer
数字仿真工具Verilog-xl
布局布线工具Silicon Ensemble
电路模拟工具Analog Artist
版图设计工具Virtuoso Layout Editor 版图验证工具Dracula
Cadence的综合工具与Synopsys
的相比略有逊色，一般工作站上的 综合都是由DC来完成。所以 Cadence与Synopsys的结合可以 说是EDA 设计领域的黄金搭档。
另外
仿真工具modelsim
面向ASIC的NT版本的综 合工具DC Compiler
第四节 习题与讨论
1、集成电路的基本概念？
集成电路(Integrated CircuiFra Baidu bibliotek)
是指通过一系列特定的加工工艺， 将晶体管、二极管等有元器件和电 阻、电容、电感等无源器件，按着 一定的电路互连，“集成”在一块 半导体晶片（如硅或砷化镓）上， 封装在一个外壳内，执行特定电路 或系统功能的一种器件。
13、标准单元法的特点？
等高不等宽
14、列出主要的EDA工具？
1、Cadence EDA软件 2、Synopsys EDA软件 3、Mentor EDA软件 4、Zeni EDA软件
2、集成电路CAD的含义， 目前发展阶段？
Integrated Circuit
Computer Aided Design EDA
3、写出英文缩写的全称： IC VLSI IC ：Integrated Circuit
VLSI：Very Large Scale Integration Circuit
安装在工作站上的软件
EDA工具仍以工作站作 为主要安装平台，尽管微 机非常普及，但是由于多 种原因，安装在工作站上 的软件普遍功能较全。
1、Cadence EDA软件
Cadence公司成立于 1987年，是世界EDA 业界的著名公司之一。
Cadence是一个 大型的EDA软件，包 括了ASIC设计整个流 程所需的工具。
4、述集成电路的几种主要分类 方法
1）按器件结构类型： 双极集成电路 MOS集成电路 BiCMOS集成电路
2）按集成度（规模）分类：
• 小规模集成电路 (SSI:Small Scale Integration) • 中规模集成电路 (MSI:Medium Scale Integration ) • 大规模集成电路 (LSI:Large Scale Integration ) • 超大规模集成电路 (VLSI:Very Large Scale Integration ) • 特大规模集成电路 (ULSI:Ultra Scale Integration) • 巨大规模集成电路 (GLSI:Giant Scale Integration)
启动Cadence 软件的命令常用的 有icfb,icms等
图1
cadence的CIW用户界面
2、Synopsys EDA软件
Synopsys公司在EDA 业界以它的综合工具而 著称。Synopsys提倡 高层设计，使用该公司 的综合工具。
Mentor EDA公司创立于1981年， 具有EDA全线产品，包括以下工具：
近年来，EDA设计工具根据市场需求迅 速发展，出现了专门的EDA工具供应商， 目前，EDA主要市场份额为美国的 Cadence、Synopsys和Mentor等少数 企业所垄断，中国华大集成电路设计中 心是国内唯一一家EDA开发和产品供应 商。
EDA设计条件
1）硬件：高性能的计算机，包 括工作站（Working Station）， 应用的操作系统是UNIX，还有高 性能的PC机，应用的操作系统有 两种，Linux和Windows。
3）按基片材料分：
单片集成电路 混合集成电路
4）按电路的功能分：
数字集成电路
模拟集成电路 数模混合集成电路
5）按应用领域分：
标准通用集成电路
专用集成电路
5、按设计步骤分集成电路 设计方法分几类？都是什么？
自顶向下（top-down） 自底向上(Bottom -up)
6、试述集成电路设计流程？
第一章
集成电路(IC)设计及集成电 路CAD工具应用概述
第三节
集成电路CAD概述
1.1.1计算机辅助技术
术语荟萃
CAX(Computer Aided X)计算机辅助 技术 CAD(Computer Aided Design)计算机 辅助设计 CAM(Computer Aided Manufacturing) 计算机辅助制造
工作站
诞生于20世纪80年代 品种:SUN,IBM,DEC,HP,SGI 等公司的产品
2)软件
工作站EDA软件， 微机EDA软件。
3）IC设计工程师
了解电路基础知识。至 少掌握一门硬件语言，熟 悉工具使用，对所作的项 目有一个全面的了解。
1.3.3 目前应用广泛的 EDA工具
1、Cadence EDA软件 2、Synopsys EDA软件 3、Mentor EDA 4、Zeni EDA软件
ASIC的一般设计步骤： ①设计输入：采用草图或硬件描述语言 HDL(Hardware Description Language)的方式 将电子系统输入到ASIC设计系统。 ②功能仿真 ③逻辑综合：对于HDL输入方式，采用逻辑综 合工具建立网表——对逻辑单元和其相互连接 的描述。
④布局前模拟：监查系统功能的正确性。 ⑤布局：确定功能块中每个单元的位置。 ⑥布线：对功能块之间和单元之间进行布线。 ⑦参数提取：确定各个连接处的电阻和电容等 电学参数值。 ⑧布局后模拟（后仿真）：加入世不拒不嫌增 加的各种寄生电学参数之后，再次检查电子系 统能否正常工作。
Tanner Tools ASIC开发工具
也能用于逻辑模拟，后端版图设计是 它的强项和重点。主要有以下工具：
全定制版图编辑工具：L-Edit,其中 有SPP标准单元布局布线,DRC设计规 则检查,LPE版图参数提取,LVS版图电 路验证。
OrCAD综合电子CAD工具
原理图设计工具OrCAD/Capture 数字/模拟电路仿真工具 OrCAD/Pspice PCB版图设计工具OrCAD/layout.
设计图输入 数字电路设计工具 模拟电路分析工具
3、Mentor EDA
数/模混合电路分析工具 逻辑综合工具 故障分析模拟工具、PCB设计、 ASIC设计与校验、自动测试矢 量生成（ATPG）、系统设计 工具、数字信号处理（DSP） 工具、FPGA设计工具等。
4、Zeni EDA软件
九天（Zeni）系统是熊猫（Panda） 系统的改进版。熊猫系统是我国在 20世纪80年代后期自主开发的面向 全定制合半定制大规模集成电路而设 计的，具有可支持10万个元件规模 设计能力的大型集成电路计算机辅助 设计系统。
9、摩尔定律
芯片上晶体管数目每隔18个 月翻一番或每两三年翻两番， 这一关系称为摩尔定律 （Moore’s Law）
10、趋势？
高密度 高I/O引脚数 高系统时钟频率 低功耗 先进封装
11、 设计要素？
高素质的工程师 完善的EDA工具 高质量的设计库
12、半定制设计方法有那 几种？
门阵列（GA:Gate Array）法 门海(Sea Of Gate)法 标准单元（SC:Standard Cell）法 积木法（BB:Building Block） 可编程逻辑器件（PLD:Programmable Logic Device）设计方法。
主要标志是系统及设计工具
的推出（包括目前已广泛流行
的硬件描述语言VHDL和
Verilog机器模拟器）和逻辑
设计工具的广泛应用。
这些EDA系统功能覆盖了电子产品的设 计全过程，从系统描述输入、综合、模 拟、布图、验证、到测试都有各种各样 的CAD工具，系统的设计能力已经达到 每个芯片几十万到上百万门。在现代电 子设计中，EDA技术已经成为一种普遍 的工具，对设计者而言，熟练的掌握 EDA技术，可以大大提高工作效率。
微机软件
Viewlogic电路设计工具
Tanner Tools ASIC开发工具
OrCAD综合电子CAD工具
Viewlogic电路设计工具
Viewdraw-电路原理图绘制 Viewsim功能模拟，时序仿真 Viewgen从网表生成原理图 Viewfault故障仿真器 Speedware—VHDL语言设计环境 一般前端电路设计应用较多
CAPP计算机辅助工艺规划
(Computer Aided Process Programming)
CIMS计算机集成制造系统
(Computer Aided Manufacturing System)
CAE计算机辅助工程
(Computer Aided Engineerring)
CAT计算机辅助测试
(Computer Aided Test)
第三代，称之为电子设计自
动化（EDA:Electronic-System Design Automation）系统。目 前，设计工具已从CAD技术发展 到了EDA技术.
EDA即电子设计自动化，EDA技 术的发展是以计算机科学、微电 子技术的发展为基础，并汇集了 计算机图形学、拓扑学和计算数 学等众多学科的最新成果发展起 来的。
1.3.2 EDA工具的 发展与现状
集成电路最重要的生产过程包括
1.开发EDA(电子设计自动化)工具 2.利用EDA进行集成电路设计; 3.根据设计结果在硅圆片上加工芯 片;
4.对加工完毕的芯片进行测试; 5.对芯片进行封装; 最后经应用开发将其装备到整机系
统上与最终消费者见面。
第一代用于IC设计的CAD工具出 现于20世纪60年代末70年代初， 只能用于芯片的版图设计及版图设
计规则检查，尚不能提供电器规则
检查以保证所设计的版图满足电路
性能的要求。
20世纪80年代，工作站 （Workstation）推出，一些CAD公司 推出了第二代CAD系统。这些软件不 仅具有图形处理能力，而且还有原理图 输入和模拟能力。随着pc机的普及，这 种IC CAD开发工具又很快进入到个人计 算机领域。
7、集成电路设计方法？
1.全定制设计方法(Full-Custum Design Approach) 2.半定制设计方法（Semi-Custom Design Approach）
8、衡量集成电路发展水平 指标？
1、集成规模（Integration Scale） 2、特征尺寸(Feature Size)