芯片设计工具及应用
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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。.

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芯片设计工具及应用

韩 雁

2013年9月


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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。

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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

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1 3 1

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

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1 1 3 tsuprem 4 medici

模块1-1/3:工艺仿真工具TSUPREM-4和器件仿真工具MEDICI

  • 工艺仿真工具TSUPREM-4介绍

    • 模型介绍

    • TSUPREM-4基本命令介绍

    • 双极晶体管结构的一维仿真示例

  • 器件仿真工具MEDICI介绍

    • MEDICI实例1——LDMOS器件仿真

    • MEDICI实例2——NPN三极管仿真

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1 2 3 sentaurus

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 Device

  • 集成电路虚拟制造系统Sentaurus Workbench

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1 3 3 tcad esd

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

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1 3 1 3

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。

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2 ic 5 1

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

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2 1 5 matlab

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设计锁相环

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2 2 5

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

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2 3 5 monte carlo

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

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2 4 5 ic virtuoso

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

  • Virtuoso软件的简介及使用

  • PDK简介

  • 版图设计中的相关专题

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2 5 5

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

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2 5 1 ic 5

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4-16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<0.05mm^2

  • 作业2-5

    • 通过DRC以及LVS,获得前仿、后仿结果

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3 ic 4 1

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

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3 1 4 verilog fpga

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

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3 2 4

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--Design Compiler

  • 可测性基础

  • 可测性设计工具

  • 测试矢量生成软件TetraMAX

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3 3 4 ic

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

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3 4 4

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

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3 4 1 ic 4

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

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Linux

LINUX系统常用命令


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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

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1、基本操作

步骤一

下载安装putty软件( http://www.isee.zju.edu.cn/ic/datas/news/0308/new_120213/putty-0.60-installer.exe),在Host 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。

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Putty 软件界面

用户名

输入密码(默认

[email protected]

VNC端口申请

VNC密码设置

端口号

putty密码修改

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步骤二

下载winvnc软件http://www.isee.zju.edu.cn/ic/datas/news/0308/new_120213/vncviewer.exe

运行winvnc,填入

主机名称 :端口号码

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

192.168.83.138:2

端口号

192.168.83.138:2

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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

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Linux1

基本操作命令LINUX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)。

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Linux2

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

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Linux3

LINUX文件系统常用命令

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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:cp [选项]  源文件或目录目标文件或目录

例如

cp –i /home/lx/test.tar ./

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。

常用选项:

  • -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。

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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

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。

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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 /home/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。

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Mkdir rmdir

mkdir和rmdir命令

mkdir功能:创建一个目录

rmdir功能:删除一个空目录

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 test 这是删除当前目录下的test空目录

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Cd pwd

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。

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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,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

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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

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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。

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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文件还原

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gzip命令

其功能为压缩与解压缩文件

语法:gzip [选项] 文件名

-v 压缩文件

-d 将压缩文件解压。

常用选项:

例如:

gzip –v file 将file文件压缩成file.gz文件

gzip –d file.gz 将file.gz还原成file文件

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Unzip

unzip命令

其功能为解压缩文件

语法:unzip [选项] 压缩文件名.zip

常用选项:

-n 不覆盖已经存在的文件。

-o 覆盖已存在的文件且不要求用户确认。

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3 ftp

3、ftp软件用法

1、自己的PC机连接服务器

端口

服务器地址

例如使用flashFXP软件

服务器地址:

192.168.83.136

端口:21

用户名:登录putty时用的帐号

密码:登录putty时用的密码

用户名

密码

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ftp软件用法

2、服务器连服务器

例如:从138服务器连接136服务器,拷贝资料

首先,在Xterm窗口中输入gftp命令打开gftp窗口

gftp

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服务器名:192.168.83.136

端口号:不填

登录putty时用的帐号

登录putty时用的密码

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4、vi编辑器

vi是所有LINUX系统都会提供的文本编辑器,它提供了一个视窗,通过它可以编辑文件。当然,对LINUX系统略有所知的人,或多或少都觉得vi超级难用,但vi是最基本的编辑器。

直接在Xterm窗口中输入vi,便可以打开vi编辑器窗口

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vi编辑器

  • vi的基本概念

  • 基本上vi可分为三种操作状态,分别是

  • 命令模式(Command mode);

  • 插入模式(Insert mode);

  • 底线命令模式(Last line mode) 。

1.Comand mode:控制屏幕光标的移动;

2.Insert mode:唯有在Insert mode下,才可做

文字数据输入,按Esc等可回到Comand mode。

3.Last line mode:储存文件或离开编辑器。

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vi的基本操作

•进入vi

在系统提示符号输入vi及文件名称后,即可进入vi全屏幕编辑画面。

有一点要特别注意,就是您进入vi之后是处于“Command mode”下,

您要切换到Insert mode才能输入文字。

•切换至Insert mode编辑文件

在Command mode下按‘i’ 键就可进入Insert mode。这时候您就可

以开始输入文字了。

•Insert的切换切换到Command mode模式,按Esc键

•离开vi及存文件

在Command mode下,可按冒号“:”进入Last line mode,例如:

:w filename (输入“w filename”,将文章存入指定的文件名filename)

:wq (输入“wq”,因为进入之时已经指定文件名testfile,所以会写入

testfile并离开vi)

:q! (输入“q!”,强制离开并放弃编辑的文件)

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5、启动软件

1、新建一个Xterm窗口;

2、source 环境变量;

3、输入启动命令

例如:启动cadence

1、新建一个Xterm窗口;

2、输入 source /opt/demo/cdsmmsim7_cal11.env

3、输入 icfb &;

后面加一个 & 的意思是,在输入这一个语句之后,

这个在软件关掉之前窗口还可以继续输入其他语句,

否则不能再继续输入其他命令

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6、常遇到的问题及解决办法

1、文档中许多文件后缀名如.lib、.cdslib、.scs等没见过,

怎么打开这类文件?

答:linux是文档处理系统,不同于windows。大部分的文件

可以用vi编辑器打开。或者用windows的写字板打开。

2、用putty申请的端口号忘记了?是否需要重新申请一个?

答:端口资源有限,重新申请一个会浪费资源。

直接用putty命令运行 cd .vnc语句,在运行ls –a语句

然后会显示 端口号.pid 文件

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常遇到的问题及解决办法

3、文件被锁住,打开时提示只能打开,不能编辑?

答:在账户根目录下输入以下命令。

find -name \*.cdslck | xargs rm

这个命令意思为找到后缀为cdslck的文件,然后将

它删掉。

4、source环境变量时用到的env文件,我们实验室

都统一放在/opt/demo/目录下。

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常遇到的问题及解决办法

5、启动软件时,窗口提示显示位数不支持?

答:申请vnc端口时,直接输入vncserver,自动分配的

是16位。

在source cdsmmsim7_cal11.env文件,使用2011年

版本的calibre时,需要输入 vncserver –depth 24 ,申请

显示位数为24位的vnc端口。

6、忘记了vnc的登录密码?忘记了putty登录密码?

答:忘了vnc登录密码,可以登录putty,然后删除账号

目录下的隐藏目录.vnc。如果忘了putty密码,只能找

管理员重置密码。

7、杀掉vnc端口可以用如下命令

vncserver –kill :端口号。

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补充

关于linux系统命令更为详细的讲解,如有需要,可以在微电子所网站>服务指南>linux常用命令下找到

网址:http://www.isee.zju.edu.cn/ic/redir.php?catalog_id=10&object_id=1137

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