基于Cadence的电路绘制及前端仿真入门

,中国科学技术大学软件学院,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,Exp#1,基于,Cadence,的电路绘制及前端仿真,赵振刚,中国科学技术大学软件学院,Contents,EDA,软件工具概览,1,Cadence,DIFF,软件分析,2,基于,Cadence,DIFF,的仿真分析,3,中国科学技术大学软件学院,模拟芯片设计流程,电路设计,前仿真,版图设计,后仿真,后续处理,中国科学技术大学软件学院,EDA,工具,电路设计,前端仿真,版图设计,后端仿真,其它,For free,中国科学技术大学软件学院,电路设计及版图工具,OS,EDA,工具,说明,MS-WIN,Lasi,顶层,cell,不超过,1024,个，兼容,spice,核的仿真工具,Linux,MicroWIND,直接在版图中进行仿真，查看剖面图，,3D,图形,MS-WIN,Ledit,Tanner EDA,产品，使用范围广,WIN-Linux,Electronic,开源，有流片成功历史,中国科学技术大学软件学院,Lasi,工具按钮多,中国科学技术大学软件学院,MicroWIND,类似,Cadence,中国科学技术大学软件学院,Ledit,使用范围较广，与,S-Edit,，,T-Spice,，,W-Edit,，,LVS,构成一整套,IC,设计软件,中国科学技术大学软件学院,Electric-6.08,自由软件,VC+,源码,中国科学技术大学软件学院,附：晶体管仿真类工具,OS,EDA,工具,说明,Linux,GNUCAP,支持,MOSFET Level 1-7,的模型，不是基于,Berkely,的,SPICE,内核的仿真器,Linux,NG-SPICE,基于,Berkely,的,SPICE3,内核的仿真器,MS-WIN,Electronics Workbench(EWB),商业软件，有试用版，文件不能保存,MS-WIN,Pspice,支持晶体管级，有很多分立器件的库，原,OrCAD,产品，后被,Cadence,收购,MS-WIN,WinSpice,免费且没有使用限制，没有原理图编辑功能，,兼容,Pspice,，支持,Berkely,的,Spice3F4,SPICE,模型,-Level 0,平方定律，主要用于手工计算。,-Level 1,考虑,VT,，,KP,，,NSUB,的影响。,-Level 2,基于几何结构的分析模型，考虑了二阶效应：可变电荷，短沟道，亚阈值特性，可变表面迁移率等。,-Level 3,特点：,半经验（,Semi-emmpirical,）的短沟道模型；,适用于,0.8m,以上的工艺；,VT,是沟道长度,L,的函数。,-BSIM 3v3,特点：,用于,0.8m,以下的工艺；,模型可用于模拟和数字设计；,考虑了更多的高洁效应；,广泛用于学术界和工业生产，是当前工业界的标准,。,中国科学技术大学软件学院,NG-SPICE,Linux,中国科学技术大学软件学院,Electronics Workbench(EWB),功能强大，最常用,中国科学技术大学软件学院,Pspice,现为,Cadence,产品 商业版本,中国科学技术大学软件学院,Winspice,中国科学技术大学软件学院,其他辅助工具,OS,EDA,工具,说明,Linux,gtkWave,gEDA,的波形浏览与分析软件，安装和使用需要,gLib,支持,MS-WIN,AppCAD,Agilent,免费提供的一款电感、电容滤波器方面的分析计算软件,MS-WIN,SWITCH-CAPA,Switch Capacitor,滤波器仿真，,Command,环境下运行,MS-WIN,FAISYN,免费电感、电容、电阻有源滤波器的分析计算软件,MS-WIN,QuickHenry,电感计算软件，射频电路,可以使用，参数模型粗糙,中国科学技术大学软件学院,一个问题,如此多的,EDA,软件，其设计原理和学习线索是什么？,中国科学技术大学软件学院,Lasi,软件结构,(VC+WIN32,程序,),插件,（配套工具软件）,绘图区域,（,loop,进程）,工具按钮,（命令接口）,中国科学技术大学软件学院,绘图进程,视图界面,模型,控制器,数据,MFC,对话框,工具按钮,文件,存储,读取,消息,数据传递,请求显示,WIN32 Lib,Common ctr.,中国科学技术大学软件学院,Cell,（基本单元）,.TLC,文件描述,XML,格式,中国科学技术大学软件学院,元件数据结构,Cell Data Structure,Box Data Structure,Path Data Structure,Vertex Data Structure,中国科学技术大学软件学院,工具按钮,Command,机制,点击按钮,-,赋予动作属性,两种方式,text/click,中国科学技术大学软件学院,层结构划分,电路,=,分布在不同层的,box,的组合,中国科学技术大学软件学院,结论,从,软件结构、进程组织、文件层次、数据结构、人际交互、电路实现,等几个角度不难看出：,1.EDA,软件的核心是一系列数据模型的集中式运算管理,2.EDA,软件实现从原始设计图到加工可执行机械图的工程映射,3.,这五个角度是快速掌握,EDA,软件的途径,中国科学技术大学软件学院,Cadence,s Virtuoso,Cadence,公司的,Virtuoso,是一个适用于高级模拟、混合信号、射频和定制数字设计的,定制设计平台,，并可以提供深亚微米,(45nm),的数字元件特性验证,.,Virtuoso,的主要功能有：,1,、绘制电路图,2,、绘制版图,3,、模拟电路的仿真分析,(specture),Virtuoso,其他功能：,Verilog-Editor,、,VerilogA-Editor,、,VHDL-Editor,、,VHDLAMS-Editor,、,Graphics-Editor,、,Text-Editor,中国科学技术大学软件学院,软件结构,原理图输入,Spice,仿真,Layout,版图验证,中国科学技术大学软件学院,文件层次,作业文件库,共享单元文件,工艺文件,启动配置文件,.cdsinit,和,.cdsenv,设计文件,设计配置文件,中国科学技术大学软件学院,数据管理,Library cell-view,三层结构,中国科学技术大学软件学院,人机交互,快捷按钮,工具栏,菜单,快捷键,中国科学技术大学软件学院,常用快捷键,i (instance),：插入元件,M(Move):,移动元件,f (full screen),：全屏幕,w(wire),：连线,p(pin):,加管脚,q(quality):,编辑属性,e,：进入下一层模块,ctrl+e,：返回上一层模块,:,缩小两倍,:,放大两倍,中国科学技术大学软件学院,电路实现,中国科学技术大学软件学院,CMOS,反相器设计实例,建立自己的设计库,原理图输入，创建新的,Schematic,添加元件并编辑属性,添加,Pin,创建反相器的符号图,Symbol,中国科学技术大学软件学院,反相器仿真图例,中国科学技术大学软件学院,启动,Analogy Design Environment,提示错误,显示选项设置,中国科学技术大学软件学院,设置,Model Libraries,Typical,中国科学技术大学软件学院,选择分析方式和激励源,中国科学技术大学软件学院,选择观察变量,中国科学技术大学软件学院,观察结果,中国科学技术大学软件学院,实验内容,(1)MOS,输出特性仿真,在,LAB1,中新建,Cell,并命名为,MOS_SIM,，电路如图所示,假设体电压为,0,，绘制漏,-,源电压从,0V,到,5V,变化、栅,-,源电压分别为,1V,、,2V,、,3V,、,4V,、,5V,时的输出特性曲线族,中国科学技术大学软件学院,实验内容,(2)MOS,放大器特性仿真,中国科学技术大学软件学院,1,）,.,给出,VIN,从,0V,开始到,+5V,范围中，,Vout,的输出曲线，获得该电路的直流特性,;,2,）,.,给出,VIN,峰值为,1V,，频率从,100Hz,到,100MHz,变化时，,Vout/Vin,的幅度和相位响应,;,3,）,.,测量该运放的单位增益带宽和相位裕度。,单位增益带宽,：幅频响应曲线中，幅度为,0dB,时对应的频率,w,0,;,相位裕度,：,180,o,-,相位,|w,0,执行,2),、,3),两步时，输出端对地接,5pF,的电容,中国科学技术大学软件学院,实验报告,完成实验讲义要求各步骤内容，记录结果，给出结果分析，提交至教辅系统，截止时间,3,月,31,日,24:00,中国科学技术大学软件学院,Thank You!,