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芯片设计工具及应用

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

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  1. 芯片设计工具及应用 韩 雁 2013年9月

  2. 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。 浙大微电子

  3. 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 浙大微电子

  4. 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 浙大微电子

  5. 模块1-1/3：工艺仿真工具TSUPREM-4和器件仿真工具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 浙大微电子

  6. 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 浙大微电子

  7. 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 浙大微电子

  8. 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。 浙大微电子

  9. 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 浙大微电子

  10. 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 浙大微电子

  11. 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 浙大微电子

  12. 模块2-3/5：设计实例--基准源、噪声、开关电容及Monte-Carlo仿真模块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 浙大微电子

  13. 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 浙大微电子

  14. 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 浙大微电子

  15. 模块2(5+1)：实验课--随堂上机验收模拟IC设计5次作业模块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 浙大微电子

  16. 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 浙大微电子

  17. 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 浙大微电子

  18. 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 浙大微电子

  19. 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 浙大微电子

  20. 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 浙大微电子

  21. 模块3(4+1)：实验课--随堂上机验收数字IC设计4次作业模块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 浙大微电子

  22. LINUX系统常用命令

  23. 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 浙大微电子

  24. 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。 浙大微电子

  25. Putty 软件界面 用户名 输入密码（默认 密码eda@zueda） VNC端口申请 VNC密码设置 端口号 putty密码修改 浙大微电子

  26. 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 浙大微电子

  27. 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 浙大微电子

  28. 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)。 浙大微电子

  29. 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 浙大微电子

  30. LINUX文件系统常用命令 浙大微电子

  31. 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。 浙大微电子

  32. 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。 浙大微电子

  33. 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。 浙大微电子

  34. 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 浙大微电子

  35. 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。 浙大微电子

  36. 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 浙大微电子

  37. 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 浙大微电子

  38. 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。 浙大微电子

  39. 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 浙大微电子

  40. 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 浙大微电子

  41. 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。 浙大微电子

  42. 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 浙大微电子

  43. 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 浙大微电子

  44. 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 浙大微电子

  45. 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 浙大微电子

  46. 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。 浙大微电子

  47. 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) 浙大微电子

  48. 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 浙大微电子

  49. 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 浙大微电子

  50. 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。 浙大微电子

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