芯片设计工具及应用说课材料

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1、芯片设计工具及应用,韩 雁 2013年9月,课程介绍,3学分，每周二上午三节课。分3个模块。 13次课堂教学，每堂布置1道作业，分3次验收： 模块1：3次课堂教学，3次作业，1次现场验收。 模块2：5次课堂教学，5次作业，1次现场验收。 模块3: 4次课堂教学，4次作业，1次现场验收。 教材： 半导体器件TCAD设计与应用，韩雁等编著，2013年3月出版。 集成电路设计CAD/EDA工具使用教程，韩雁等编著，2010年9月出版。,2020/7/6,浙大微电子,2/53,第一次课课程简介及上机操作简介,课程简介 模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1） 模块2：模拟IC设计工具（5+1） 模块

2、3：数字IC设计工具（4+1） 上机操作 Linix命令 上机实验作业布置,2020/7/6,浙大微电子,3/53,模块1：半导体工艺与器件设计工具（3+1）,工艺仿真工具TSUPREM-4和 器件仿真工具MEDICI 新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus 设计实例-用TCAD设计ESD防护器件 实验课随堂上机验收工艺与器件设计3次作业,2020/7/6,浙大微电子,4/53,模块1-2/3：新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus,工艺仿真系统 Sentaurus Process 器件结构编辑工具Sentaurus Structure Editor 器件仿真工具Sentaurus D

3、evice 集成电路虚拟制造系统Sentaurus Workbench,2020/7/6,浙大微电子,6/53,模块1-3/3：设计实例-用TCAD设计ESD防护器件,ESD及ISE-TCAD简介 工艺仿真（Dios） 器件仿真（DESSIS）及模型的选取 热边界条件的设定 ESD防护器件仿真中收敛性问题 一些对关键性能有影响的关键参数 二次击穿电流的仿真,2020/7/6,浙大微电子,7/53,模块1(3+1)：实验课随堂上机验收工艺与器件设计3次作业,作业1-1 用T4做出一个NMOS管，再读入到MEDICI中，进行栅特性仿真。 作业1-2 用Sentaurus工艺仿真软件跑出一个NMOS

4、器件，通过修改器件参数，使得耐压提高20% 。 作业1-3 将一个仿真不收敛的ESD防护器件，通过网格调整而变得收敛。,2020/7/6,浙大微电子,8/53,模块2：模拟IC设计工具（5+1）,系统级仿真与Matlab 模拟电路仿真工具+快速仿真+数模混合仿真 设计实例-基准源、噪声、开关电容及Monte-Carlo仿真 模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件 版图验证与后仿真 实验课-随堂上机验收模拟IC设计5次作业,2020/7/6,浙大微电子,9/53,模块2-1/5：系统级仿真与Matlab,集成电路设计的一般流程 系统级建模工具-Matlab 设计实例-利用Matlab设计锁相

5、环,2020/7/6,浙大微电子,10/53,模块2-2/5：模拟电路仿真工具 + 快速仿真 + 数模混合仿真,Spectre 模拟仿真 Ultrasim 快速仿真 Spectreverilog 数模混合仿真 演示,2020/7/6,浙大微电子,11/53,模块2-3/5：设计实例-基准源、噪声、开关电容及Monte-Carlo仿真,电压基准源设计 集成电路噪声分析及仿真 开关电容电路理论、设计举例及仿真 Monte-Carlo仿真,2020/7/6,浙大微电子,12/53,模块2-4/5：模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件,典型深亚微米工艺流程 Design Rule的简介 Virt

6、uoso软件的简介及使用 PDK简介 版图设计中的相关专题,2020/7/6,浙大微电子,13/53,模块2-5/5：版图验证与后仿真,概述 DRC、LVS与后仿真介绍 验证工具介绍 Calibre 使用方法 Diva规则文件简介 实例分析,2020/7/6,浙大微电子,14/53,模块2(5+1)：实验课-随堂上机验收模拟IC设计5次作业,作业2-1 利用Simulink 搭建一个416线译码器的仿真模型 作业2-2 对一个数模混合的FSK电路进行数模混合仿真 作业2-3 仿基准电压源的温度系数/工艺角/环路稳定性/电源抑制比 作业2-4 绘制一个电流控制振荡器，版图面积0.05mm2 作业

7、2-5 通过DRC以及LVS,获得前仿、后仿结果,2020/7/6,浙大微电子,15/53,模块3：数字IC设计工具（4+1）,可综合Verilog语言及FPGA验证 逻辑综合与可测性设计 数字IC自动布局布线 数字集成电路验证方法学 实验课-随堂上机验收数字IC设计4次作业,2020/7/6,浙大微电子,16/53,模块3-1/4：可综合Verilog语言及FPGA验证,可综合Verilog Testbench编写 HDL的软件仿真 FPGA简介及验证流程 FPGA设计中的基本问题,2020/7/6,浙大微电子,17/53,模块3-2/4：逻辑综合与可测性设计,逻辑综合基本概念 逻辑综合工具

8、-Design Compiler 可测性基础 可测性设计工具 测试矢量生成软件TetraMAX,2020/7/6,浙大微电子,18/53,模块3-3/4：数字IC自动布局布线,数字IC设计典型流程 自动布局布线基本概念 自动布局布线工具Astro介绍,2020/7/6,浙大微电子,19/53,模块3-4/4:数字集成电路验证方法学,验证的必要性 验证方法学介绍 验证工具介绍 演示,2020/7/6,浙大微电子,20/53,模块3(4+1)：实验课-随堂上机验收数字IC设计4次作业,作业3-1 制作流水灯，完成前仿及FPGA布局布线后后仿 作业3-2 完成流水灯控制电路的逻辑综合及可测性设计 作

9、业3-3 在SMIC 40nm工艺下，完成流水灯电路的版图 作业3-4 完成流水灯控制电路的验证平台,得出代码覆盖率,2020/7/6,浙大微电子,21/53,LINUX系统常用命令,内容,1、基本操作与基本命令 2、压缩与解压缩命令用法 3、ftp软件用法 4、vi编辑器 5、启动cadence、sentaurus等应用软件 6、常遇到的问题及解决办法,2020/7/6,浙大微电子,23/53,1、基本操作,步骤一 下载安装putty软件（ name处填工作站地址，端口默认，协议（protocol）选SSH，如图所示，在putty进行设置；然后登录工作站。,2020/7/6,浙大微电子,24

10、/53,Putty 软件界面,用户名,输入密码（默认 密码edazueda）,VNC端口申请,VNC密码设置,端口号,putty密码修改,2020/7/6,浙大微电子,25/53,步骤二 下载winvnc软件 运行winvnc，填入 主机名称 ：端口号码,192.168.83.138:2,192.168.83.138:2,端口号,注意！此处的:号要切换到英文输入法下输入， 中文输入法下输入的：号无效,2020/7/6,浙大微电子,26/53,此处填入vnc密码，只 能用英文输入法输入,在xterm窗口中，用命令 行处理数据或启动软件,2020/7/6,浙大微电子,27/53,基本操作命令LIN

11、UX文件名称,LINUX文件命名规则： 大小写敏感（file1和File1表示两个不同的文件）； 无专用扩展名(LINUX文件名可出现多个小数点，并无特殊含义)。,2020/7/6,浙大微电子,28/53,LINUX文件名称,LINUX特殊字符 / 表示根目录 . 表示当前目录 . 表示当前目录的父目录 .字符串 表示隐藏文件，如.profile文件 *任何字符，如ab*10表示以ab开头和以10结尾的名字,2020/7/6,浙大微电子,29/53,LINUX文件系统常用命令,2020/7/6,浙大微电子,30/53,cp命令,该命令的功能是将给出的文件或目录拷贝到另一文件或目录中.,语法：c

12、p 选项 源文件或目录目标文件或目录,cp i /home/lx/test.tar ./,例如,这个命令意思为把/home/lx目录下的test.tar文件拷贝到当前目录下。,-f 删除已经存在的目标文件而不提示。 -i 和f选项相反，在覆盖目标文件之前将给出提示要求用户确认。 回答y时目标文件将被覆盖 -r 若给出的源文件是一目录文件，此时cp将递归复制该目录下所 有的子目录和文件。此时目标文件必须为一个目录名。,常用选项：,2020/7/6,浙大微电子,31/53,mv命令,用户可以使用mv命令来为文件或目录改名或将文件由一个目录移入另一个目录中,语法：mv 选项源文件或目录目标文件或目录

13、,例如： mv test1 test2把当前目录下的test1文件重命名为test2 mv /home/lx/test.tar ./ 把/home/lx目录下的test.tar文 件移动到上级目录下。,常用选项：,i交互方式操作。如果mv操作将导致对已存在的目标文件的覆盖， 此时系统询问是否重写，要求用户回答y或n，这样可以避免误覆盖文件。 f禁止交互操作。在mv操作要覆盖某已有的目标文件时不给任何指示，指 定此选项后，i选项将不再起作用。,2020/7/6,浙大微电子,32/53,rm命令,该命令的功能为删除一个目录中的一个或多个文件或目录,语法： rm 选项文件,例如： rm r /hom

14、e/lx/test 删除/home/lx目录下的test文件夹以及文件夹中的内容,常用选项：,- r指示rm将参数中列出的全部目录和子目录均全部删除。 - i进行交互式删除。,使用rm命令要小心。因为一旦文件被删除，它是不能被恢复的。为了防止这种情 况的发生，可以使用i选项来逐个确认要删除的文件。如果用户输入y，文件将被 删除。如果输入任何其他东西，文件则不会删除。,2020/7/6,浙大微电子,33/53,mkdir和rmdir命令,mkdir功能：创建一个目录,语法：mkdir 文件名 rmdir 文件名,例如： mkdir test 这是在当前目录下创建一个test目录 rmdir te

15、st 这是删除当前目录下的test空目录,rmdir功能：删除一个空目录,2020/7/6,浙大微电子,34/53,cd命令和pwd命令,cd命令（change directory） 功能：改变工作目录。,例： cd . 进入当前目录的上一层目录 cd 进入用户的home目录，同cd cd /usr/bin 跳到/usr/bin目录,pwd命令 （printing working directory）,说明：此命令显示出当前工作目录的绝对路径。,2020/7/6,浙大微电子,35/53,ls 命令,其功能为列出目录的内容,语法：ls 选项 目录,常用选项：,- a显示指定目录下所有子目录与文件

16、，包括隐藏文件。,例如： ls 列出当前目录下的文件，不包括隐藏文件 ls a 列出当前目录下的文件，不包括隐藏文件,2020/7/6,浙大微电子,36/53,2、压缩与解压缩命令,1、压缩命令包括tar命令和gzip命令 2、解压缩命令包括tar命令、gzip命令 和unzip命令,常见的压缩后缀有： .tar .tar.gz .gz .zip,这四种格式都可以用以上 所讲的命令压缩和解压缩,2020/7/6,浙大微电子,37/53,tar 命令,其功能为压缩和解压缩文件,语法：tar 主选项+辅选项文件或者目录,常用主选项：,-c压缩文件 -x解压缩文件。,2020/7/6,浙大微电子,38/53,tar 命令,常用辅助选项：,-f使用档案文件或设备，这个选项通常是必选的。,-v详细报告tar处理的文件信息。如无此选项，tar不 报告文件信息。,例如： tar cvf bak.tar backup 备份backup目录下的所有 文件和目录 tar xvf backup.tar 将备份backup.tar