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1、 集成电路版图设计基础 basics of IC layout design instructor: Wang xiaolei e-mail: wangxiaolei school of phyeschool of phye 1 1 basics of ic layout designbasics of ic layout design 第十二章 验证 verification n设计规则检查 design rule check n版图与电路图的对照 layout versus schematic school of phyeschool of phye 2 2 basics of ic la
2、yout designbasics of ic layout design 软件检查 checking software n设计规则，可能几千条。 n芯片制造周期需要812周，一个圆片价值数千美元 。 nDRC检查所布置的一切。通常会把一大堆检查出的错 误标记放回到版图中。 n改正DRC错误是一个反复的过程。 school of phyeschool of phye 3 3 basics of ic layout designbasics of ic layout design 软件检查 checking software n首先告诉LVS程序哪些工艺层组合生成一个晶体管， 哪些组合生成电阻、
3、电容等。然后LVS程序巡查版图 找出相关器件。后提取出并与电路图进行比较。 nLVS工具不仅能检查部件和布线，而且还能确认它们 的值是否正确。 nLVS也是一个需要反复的过程。 n在改正LVS问题时可能又引入一些DRC方面的错误， 所以可能在不断地交替反复进行DRC和LVS检查。 school of phyeschool of phye 4 4 basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC nDRC和LVS程序开始都采用同一套基本操作来寻找版 图中的电路单元。 n这是通过含有“布尔算子”的一系列指令行完成。 n此后，DRC和L
4、VS分别完成各自不同的任务。 school of phyeschool of phye 5 5 basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n布尔指令行 AND功能 ABZ 000 010 100 111 A B AND school of phyeschool of phye 6 6 basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n布尔指令行 AND功能 n可以把“A AND B”这一信息保存在一个临时的工艺层 中或就把它放在存储器中。 A B A AND
5、 B overlap school of phyeschool of phye 7 7 basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n布尔指令行 AND功能 npoly在active上面，就有一个晶体管。 n再与Nwell”AND”，就找到了PMOS。 n它只是包含所有PMOS晶体管位置的文件，当完成我 们的检查程序后，就可以丢弃TMP1和TMP2了。 nDRC控制文件要做许多类似的前期工作。 nTMP1 = POLY AND ACTIVE nTMP2 = TMP1 AND NWELL school of phyeschoo
6、l of phye 8 8 basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n布尔指令行 AND功能 poly AND active active poly school of phyeschool of phye 9 9 basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n布尔指令行 OR功能 ABZ 000 011 101 111 A B AND A OR B school of phyeschool of phye1010basics of ic layout
7、 designbasics of ic layout design DRC n布尔指令行 NOT功能 n其实是“AND NOT”功能。 A NOT B A AND NOT B A B A NOT B school of phyeschool of phye1111basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC doped RES RES AND NOT doped school of phyeschool of phye1212basics of ic layout designbasics of ic layout desig
8、n DRC poly poly poly AND NOT P+ poly AND P+ poly poly school of phyeschool of phye1313basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n“A NOT B” 和 “B NOT A” 将得到完全不同的结果。 A NOT B B NOT A school of phyeschool of phye1414basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n规则检查指令行 n找到了包含这些
9、器件的工艺层，就可以进行一些规则 的检查工作了。 n第一项检查是一项“外部”检查。软件认为“external” 是一条预先设定的指令。 nDISPLAY CHECK1 = EXTERNAL M1 = 2um nDISPLAY CHECK2 = WIDTH M1 = 2um nDISPLAY CHECK2 = WIDTH M1 2um nDISPLAY CHECK3 = WIDTH TMP5 6um school of phyeschool of phye1616basics of ic layout designbasics of ic layout design DRC n规则检查指令行 n
10、由布尔操作定义的临时工艺层的代码行与这些规则指 令在同一个DRC文件中。 首先定义临时工艺层，随后跟着规则检查指令行。 n一般这些指令行都写成文本文件。软件一个接一个地 顺次运行每一个操作。 n这一规则控制文件可以非常大。通常的做法是把这个 文件分成几部分。 school of phyeschool of phye1717basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS nLVS不像DRC那样直接，LVS扩展了设计规则检查软 件，它实际能够生成真正的部件和电路。 nLVS过程的第一步是从版图中提取出器件的信息。或 者称之为“连接关
11、系提取（connectivity extraction ）”。 n有些LVS版本可能会给出一个显示出它找到的器件的 版图，有些版本可能给出一个网表。 nLVS过程的第二步是比较。比较版图中提取的网表和 电路图产生的网表。 school of phyeschool of phye1818basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n网表： n一个典型的SPICE网表，一个提取后输出的实例。 R1 A B 10K PPLUS Q1 A D E F NPN A=5 C1 E J 5P MOSCAP D J Q1 E A R1 B
12、C1 F school of phyeschool of phye1919basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：1.检查器件的数目 版图电路图 R 10R 9 Q 3Q 3 C 4 C 4 school of phyeschool of phye2020basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：2.检查器件的类型 版图电路图 R 3 PPLUSR 4 PPLUS R 4 NPLUSR 3 NPLUS Q 3 Q
13、3 C 2 C 2 school of phyeschool of phye2121basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：3.检查节点的数目 n检查节点的数目可以看出是否有开路或者短路。 3 5 2 4 1 3 5 2 4 1 6 5 2 4 1 school of phyeschool of phye2222basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：4.解决复杂的节点问题（电源） n大多数LVS程序除了 告诉节
14、点数之外，还会告诉它在 每一个具体节点上找到的部件数目。 n最好是先检查正电源和负电源开始。确保正确的电路 在正确的电源线上。这是在处理其他LVS节点问题前 要搞清楚的最主要问题。 n人们常犯的另一个大错误是把电源线和地线接反了。 school of phyeschool of phye2323basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：4.解决复杂的节点问题（电源） VCC1 VCC2 VCC1VCC2 school of phyeschool of phye2424basics of ic layout
15、 designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：4.解决复杂的节点问题（冠名） n除了电源节点外，要特别注意的是冠名节点，然后再 查其他节点。 n因为知道冠名节点在什么地方。特别是较小的冠名节 点容易跟踪。 n先查input2节点，因为它小得多，找错也容易得多。 版图电路图 input1 599 components607 input2 3 components4 school of phyeschool of phye2525basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问
16、题的方法：5.不要相信电路设计者 n经验之谈：问问有无未告知的电路改动。 n在有些公司规定改动前填写工程变更表格，签字 并经变更要求审查委员会批准等手续才能修改电 路图。 n解决问题的方法：.检查可能发生的张冠李戴 n有两种可能造成张冠李戴，即或者是线接反了，或者 是符号标反了。（图10-20/21/22） school of phyeschool of phye2626basics of ic layout designbasics of ic layout design LVS n解决问题的方法：7.检查最高层有无短路 n如果在一个LVS没有问题的模块内部出现了LVS问题 ，那可能是有一条最高层次上的导线短路了这部分版 图。 n解决问题的方法：8.检查有无不可见的隐形问题 n
