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1、Synopsys 实验系列11_ 物理验证_Hercules,内容,Hecules 概述Hecules DRCHecules LVSHecules ExplorerHercules ERC,Hecules 概述,Hercules 是Synopsys 的后端物理验证（Physical Verification）工具，它能够进行设计规则检查DRC(Design Rule Checking)、版图与电路一致性检查LVS(LayoutVersus Schematic)、电气规则检查ERC（Electric Rule Checking）和版图寄生抽取LPE（Layout Parasitics Extra
2、ction）。 经过验证，其出错信息可以通过 Hercules 的GUI 模式Hercules Explorer hxlvs 与hxdrc 反标回版图中，图形化显示便于及时改错。Hercules Explore 与Synopsys 的其他工具有着天然的结合：在布局布线工具Apollo，Astro，版图工具Enterprise 里面可以直接调用Hercules 做验证；同时与其他第三方工具比如Cadence 的Virtuoso、Composer，Mentor 的ICgrap 通过skill 语言或者Filter 程序有着良好的接口。,作为物理验证的领先者，Hercules-II能验证超过1亿只晶
3、体管的微处理器、超过1000万门的ASIC和256MB的DRAM，推动技术前沿不断进步。Hercules通过提供最快的运行时间和高速有效的纠错（debugging）来缩短IC设计的周期。它综合且强大的图形界面能迅速帮助设计者发现并处理设计错误。Herculus具有进行层次设计的成熟算法，进行flat processing的优化引擎和自动确定如何进行每个区域数据处理的能力这些技术缩短了运行时间，提高了验证的精确度。,Hercules 概述,对IC 版图做几何空间检查，以确保线路能够被特定加工工艺实现,检查电源和地的短路，器件、节点悬空以及节点对节点短路等电气错误,将版图与电路原理图做对比，以检查
4、电路的连接、与MOS管的长宽值是否匹配等,基于制程模型的光刻规则检（LRC）可查出没被设计规则检查（DRC）出来的设计布局的不足之处。,内容,Hecules 概述Hecules DRCHecules LVSHecules Explorer,Hercules DRC,DRC (Design Rule Check) 对IC 版图做几何空间检查，以确保线路能够被特定加工工艺实现 是检查版图数据是否违反Foundry 的设计规则。,DRC (Design Rule Check),Why DRC ?,断路,Design Rule,晶圆厂根据自己的工艺制定检查规则 External check Inter
5、nal check Cut check Area check Data creation check Enclose check ,External check,External check就是检查两个图形中的位置关系。EXTERNAL met1SPACING3 (101),定义第一层金属层两条线的最小间隔不能小于3 个单位。（单位在工艺库里面定义，可能是其它的，具体要看工艺库，一般是um。）,Internal check,Internal check是检查一个多边形内部的一些规则，如最小线宽，等,Cut check,Cut check是检查两个多边形交叉所要遵从的规则 CUT poly BY
6、 tox CUT_OUTSIDE1.5 (106),我们知道，MOS管的栅极不能跟沟道一样大小，因为在栅极的边缘部分电场是不规整的，栅极的多晶层要比沟道伸出多一点，CUT poly BY tox CUT_OUTSIDE1.5 (106) 这句规则是说栅极最少要延伸出1.5个单位的长度,Area check,Area check就是检查一个多边形的大小，有些图形，如金属层间的过孔，它有固定的大小，不能是其它尺寸。AREA via RANGE = 0.0,2.0 (107),这里定义的是一个过孔必须要长宽都2个单位大小,数据准备,DRC 验证只需要版图数据和DRC Runset 文件。版图数据一般
7、从Virtuoso 等版图工具中导出，一般为GDSII 或者MILKYWAY格式，基于Hercules 的DRC Runset File 是Foundry提供的。,Hercules DRC Flow,Runset File,Runset header information Runset options Preprocessing options Layer assignments SNAP command GRID checks DRC checks,Runset header information,库存放路径,库名,输出库名,顶层模块名,输出顶层模块,输出库存放路径,输出格式,临时文件存
8、放,版图数据格式,Runset options,c 0.18_0.35 um layer assignments,DRC-LA-006,DRC-LA-006-1P6M-HERCULES-DRC-2.6_P2.ev 0.18_0.35um_layer_mapping.txt die_corner_check.txt c_ant_hercules_check.txt layout_rule_check.txt metal_slot_check.txt sram_rule_check.txt,和舰科技(苏州)有限公司,Three ways of Hercules interface,shell He
9、rcules Explorer Hercules VUE,Running Hercules DRC,进入工作目录/export/home2/STSY/CC_y12/chenglin/drc 打开终端，输入命令hercules DRC-LA-006-1P6M-HERCULES- DRC-2.6_P2.ev Output file of hercules:mips.RESULT & Mips.LAYOUT_ERRORS,内容,Hecules 概述Hecules DRCHecules LVSHecules Explorer,Hercules LVS,Extract netlist from layo
10、ut Compare layout netlist with schematic netlist,Hercules分两步来做LVS： 第一步是从版图中提取出版图的网表； 第二步是把这个版图的网表和电路网表进行对比，这就是LVS（Layout Versus Schematic）。,Hercules LVS Flow,通常的LVS 验证都是把芯片电路图变成一个网表（Spice 格式等），然后从芯片版图抽取出版图的网表（也可以是Spice 格式），然后2 个网表根据LVS Runset 来进行比较，最后输出比较结果。,Input files,Runset file mipslvs.ev Schema
11、tic netlist .hrc Layout file GDSII or MILKYWAY Equivalence file .eqv Edtext file .text Black box file,其余文件,告诉Hercules 芯片内部的主要模块进行比较，加快hercules进程,可以设定模块的某些层次以下不需要检查,告诉Hercules把哪些cells当作黑盒子来处理，Hercules不检查black box里面的内容，只检查黑盒子端口的连接关系是否正确,Runset File,General runset file sections Runset header informatio
12、n Runset options Data preprocessing options Text processing options Layer assignments Commands for netlist extraction Device layer generation Device definition Connectivity rules Text attachment rules Layout netlist generation Output layer assignment Commands for comparison Define schematic device e
13、qual to layout Layout verse schematic global comparison,所有runset file都会有的,从版图中提取网表的规则和相关命令,比较命令,库存放路径,输出模块名,库名,顶层模块名,输出库名,版图数据格式,电路网表名及格式,Schematic format,HERCULES .hrc,Hercules只读入hrc格式的网表，其它格式如CDL、SPICE、EDIF、EDIF3、VERILOG、SILOS的，Hercules会先调用nettran格式转换工具转成hrc格式。,Run Hercules lvs-提取版图网表,Step1：进入工作目录
14、：/export/home2/STSY_CC/CC_y12/chenglin/lvsStep2:打开终端输入hercules ex lvs.evStep3:运行后生成和mips.sp版图网表文件,Run hercules lvs-比较,Step1：继续输入命令hercules C lvs.evStep2：生成mips.RESULTS和mips.LVS_ERRORS文件,内容,Hecules 概述Hecules DRCHecules LVSHecules Explorer,进入Exploer 界面指令：hxdrchxlvs,版图格式,Hercules ERC,ERC (Electrical Ru
15、le Check) 检查电源和地的短路，器件、节点悬空以及节点对节点短路等电气错误,Antenna effect,什么叫天线效应？天线效应简单地说，就是在微加工过程中由于大片金属裸露会引起电荷积累，当电荷积累到一定程度时会发生放电，而这个放电现象必将对器件造成影响，甚至破坏掉器件。,Protecting circuit from Antenna effect,插入反向二极管： 当电路正常工作时反向二极管不会对电路造成影响；但在微加工过程中，我们可以把这个反向二极管的反向击穿电压设为小于天线效应的放电电压，从而就可以 避免放电，电荷就通过二极管的反向击穿导走了。,Protecting circu
16、it from Antenna effect,Break up the antenna by shifting the net to a different metal layer.,另一种方法是把大片的金属线打断，放在另一层，如图所示。,Hercules ERC Flow,For a standard ERC flow, follow these steps: 1. Read in your input files (physical database and runset). 2. Run Hercules ERC. 3. Review the summary files. 4. Debug any errors; fix errors in Astro (antenna only).,演示,
