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Cadence IC 设计实验中国科技大学电子科学与技术系 IC 教研组黄鲁胡新伟白雪飞 2005 年 10 月（实验例题由 Cadence 公司提供）致谢！电子科学技术系刘烃海、矫逸书、祝超、梅汪生等同学帮助编写了部分实验章节；信息实验中心屈玉贵主任和方毅、周远远、刘贵英等老师不仅为实验提供了技术支持，准备好 EDA 软件 licence、配置了计算机和软件运行环境，而且热情参与了本实验教学。对于上述老师和同学们的辛勤工作和所做出的贡献，在此一并表示衷心地感谢！预备知识：UNIX 你掌握 UNIX 操作系统的基本命令吗？下面几条常用命令可能会对你有用处。提醒一下，UNIX 命令是区分大小写的。查文件：ls (不显示隐含文件)、la (或 ls –a，显示所有文件)、ls |mpre（帧显）、la |more 删文件：rm 文件名建新目录：mkdir 目录名删目录：\rm –r 目录名 ( 慎用！！！) 拷贝：cp 源文件名（含路径）目标文件名（含路径），例将 isc 用户的 abc.suf 文件拷贝到自己的当前目录下：cp ~isc/abc.suf . 解.tar 打包文件：tar vxf 打包文件名解.tar.Z 压缩文件：tar vxfZ 压缩文件名文件改名： mv 原文件名新文件名查命令与参数功能：man 命令 *************************************************************************** 规定：本实验教材中红色为键入命令或字符，兰色为菜单项，紫色为功能键；“单击”指鼠标左键按下一次。 **************************************************************************** 1

实验一、Virtuoso Schematic Editor 实验目的：掌握电原理图（schematic）设计输入方法。边学边做 [1]启动 IC Design 软件: 开机后运行 Exceed 进入服务器 SOLARIS 登录界面，输入用户名和密码（由系统管理员提供）；点击一下 cpu disk 菜单项上方的三角箭头，点击 This Host 出现Terminal 窗口,(或点击 Console 出现 Console 窗口)； cp /eva01/cdsmgr/ training_IC_data/SchemEd.tar . （提醒：最后是个小点，稍等） tar vxf SchemEd.tar （稍等） cd adelabic5 icfb & (或 icms &，你知道后缀&的作用吗？在 UNIX 命令后加&表示后台运行) 若出现“What’s New”窗口，关掉它。出现“icfb-log：/…”窗口（CIW：Command Interpreter Window）了吗？ [2]建立新库、新单元以及新视图（view）: 在 CIW 中，File->New->Library，在弹出的“New Library”窗口，Name 栏中：mylib 选中右下方：* Don’t need techfile OK 查看 CIW 窗口：Tools->Library Manager，在 Library 中应有 mylib，单击它。在 Library Manager 窗口，File->New->Cellview，在弹出的“Create New File”窗口 Cell Name 栏中，nand2 Tool 栏中，选 Composer-Schematic OK [3]添加元件（实例 instance）在弹出的“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口中，左边为工具栏，选 instance 图标（或 i）单击“Add instance”窗口 Library 栏最右侧 Browser, 弹出“Library Browser-…”窗口，Library 选 analogLib，Cell 选 nmos4, View 选 symbol 鼠标回到“Add instance”窗口，Model name 栏：trnmos, width: 3.0u , Length: 0.5u，Hide 在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口, 鼠标左键单击一次，间隔一定距离再单击一次，这样就增加了 2 个 nmos4 元件，ESC（试一试：先选中一个元件，再 q ，查看/改变属性）。仿照上述方法，增加 pmos4 元件。在“Add instance”窗口，Model name 栏：trpmos, width: 2.0u , Length: 0.5u；放置 2 个 pmos4，ESC。（试一试热键 f，[，]的功能） [4]添加管脚（PIN） 2

选“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口左边工具栏中的 Pin 图标（或 p）在“Add Pin”窗口中，Pin Names：INA INB，Direction 选 input, Usage 选 schematic，Hide 在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口, 鼠标左键单击一次，间隔一定距离再单击一次，放置 2 个输入 PIN， p，在“Add Pin”窗口中，Pin Names：OUT，Direction 选 output, Usage 选 schematic，在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口放置输出 PIN， [5]添加电源和地： i (或单击 instance 工具图标) 弹出“Add instance”窗口，Browse，Library 选 analogLib，Cell 栏：vdd, View 选 symbol 在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口放置 vdd，回到“Add instance”窗口，Browse，Cell 栏：gnd, 在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口放置 gnd， ESC , Cancel 掉“Add instance”窗口。 [6]摆放元件并加网线：参照下图放好元件（symbol）：（移动用 m 键，删除用 Delete 键，取消命令用 ESC 键）选“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口左边工具栏中的 Wire(narrow)，连好网线，ESC [7]保存文件：“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口左上角 Check and Save 工具。 DIY（Do It Yourself） 3

在 mylib 库中建立 amplifier 单元（Cell）如下图所示。 For Q0,Q1：Model Name=trnpn For Q2,Q3,Q4：Model Name=trpnp For M1: Model Name=trpmos, Length=8u, Width=iPar(“l”)*16 For M2,M5: Model Name=trnmos, Length=10u, Width=100u For M3: Model Name=trpmos, Length=iPar(“w”)/16, Width=128u Resistance=2.5K Capacitance=CAP (设计变量) 注意 vss 是负电源，不是 gnd 图中所有单元来自 analoglib 库，参数如下表： Cell Name 属性 properties npn pnp pmos4 nmos4 pmos4 res cap vdd, vss PIN 管脚：输入管脚: iref, inm, inp, 输出管脚: out Wire Name 注意：你画的 schematic 电路中，双极晶体管 Q 和 FET 管 M 的下标编号可能与上图不同，可用 q 查看/改变属性，另外可能使用 m (移动)，r（旋转），f（全屏），先 m 再 shift + r (左右翻转)，先 m 再 Ctrl + r (上下翻转)等命令。 ESC（终止操作）标注线网名：用 Wire Name 工具（或 l）将 M1 与 M3 的衬底连线、M2 与 M5 的栅极连线 vdd! , gnode 4

分别标注为 vdd!和 gnode。如发生了错误删除，用“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口左边中间的 undo 工具（或 u），注意：只能恢复前一个被删除的对象。最后 check and save. 层次化设计——symbol 生成 [1]symbol 生成进入“Virtuoso Schematic Editing：mylib nand2 schematic”窗口。 Design -> Create Cellview->From Cellview 在 Cellview From Cellview 窗口，From View Name 栏为：schematic，Tool / Data Type 栏为 Composer-Symbol。 OK 在“Symbol Generation Options”窗口，单击 Load/Save 按纽，OK 出现“Virtuoso Schematic Editing：mylib nand2 symbol”窗口，Design->Check and Save 改变 symbol 形状：用 m 命令将 Symbol 的上边界位置和 INA 管脚向上移动一网格，得到下图：用 m 命令将 3 个 cdsParam(n)移到方框外面的下方，将 cdsName()移到方框外面上方，将字符 OUT 移到方框外面右方，删除内部绿色方框。参照下图，单击菜单 Add -> Shape -> Circle，加个小圆圈，Add -> Shape -> Arc，加个圆弧（先确定上下 2 点，如出现 angle not allowed 不必紧张，稍微移动鼠标试一试，你会发现如何画弧），用 m 将左边的红色外框右移（缩短原 symbol 外框），2 个 PIN 以及连线（INA 和 INB）同样右移，用 Line 工具画出缺少的 3 边。上述步骤中，均使用 ESC 取消操作命令。画好后，Design -> Check and Save 5

[2]创建 amplifier 的 symbol：仿照前述步骤，得到如下 symbol：提示：在“Symbol Generation Options”窗口，将 iref 管脚（Pin）设置为 Bottom Pin。然后删除 cdsParam(3), r 旋转 pin 名 iref，（选做）删除红色外框，选择 Selection Box 工具，在“Add Selection Box”中，Automatic 添加 Text：Add -> Note -> Note Text，在“Add Note Text”窗口的 Note Text 文本框中：Amp 将鼠标移至“Virtuoso Symbol Editing：mylib amplifier symbol”窗口，在你希望的位置单击，回到“Add Note Text”窗口，Cancel。 Save。（如果你无法画斜线，鼠标右键点击 1、2 次就可切换成功） 6

结果如下图所示：实验结果查验： 1．申请教员或助教查验你做的实验结果。 2．Close 所有窗口。注意：你所画的部分电路，以后在 spectre 仿真实验时会用到。因此不要删除！ 7

Cadence IC 设计实验实验二、 Spectre Simulation 实验目的：掌握电路特性仿真方法进入 Cadence 系统： cd adelabic5 icfb & 实验内容与步骤：一、nand2 电路仿真 [1]、创建激励信号电路模块：在 CIW 窗口（icfb-Log:/…）：Tools->Library Manager，弹出 Library Manager 窗口，在 Library 中应有 mylib，点击它。 File->New->Cellview，在弹出的“Create New File”窗口 Cell Name 栏中，testnand2 Tool 栏中，选 Composer-Schematic， OK 在“Virtuoso Schematic Editing:…”窗口中，按下图加入单元（Instance）、Pin 并连线。点击 Check and Save

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