第一章． Cadence cdsSPICE的使用说明
Cadence cdsSPICE 也是众多使用SPICE内核的电路模拟软件之一。因此他在使用上会有部分同我们平时所用到的PSPICE相同。这里我将侧重讲一下它的一些特殊用法。
§ 1－1 进入Cadence软件包
一．在工作站上使用
在命令行中（提示符后，如：ZUEDA22>）键入以下命令 icfb&↙(回车键)，其中& 表示后台工作。Icfb调出Cadence软件。 出现的主窗口如图1-1-1所示：
图 1-1-1Candence主窗口
二．在PC机上使用
1）将PC机的颜色属性改为256色（这一步必须）；
2）打开Exceed软件，一般选用xstart软件，以下是使用步骤：
start method选择REXEC（TCP-IP） ,Programm选择Xwindow。Host选择10.13.71.32 或10.13.71.33。host type选择sun。并点击后面的按钮，在弹出菜单中选择command tool。
确认选择完毕后，点击run！
3）在提示符ZDASIC22> 下键入:setenv DISPLAY 本机ip:0.0(回车) 4）在命令行中（提示符后，如：ZUEDA22>）键入以下命令 icfb&↙(回车键)
即进入cadence中。出现的主窗口如图1-1-1所示。
以上是使用xstart登陆cadance的方法。在使用其他软件登陆cadance时，可能在登录前要修改文件.cshrc，方法如下：
在提示符下输入如下命令：vi .cshrc↙ （进入全屏幕编辑程序vi）
将光标移至setevn DISPLAY ZDASIC22:0.0 处，将“ZDASIC22”改为PC机的IP，其它不变（重新回到服务器上运行时，还需按原样改回）。改完后存盘退出。
然后输入如下命令： source .cshrc↙ （重新载入该文件） 以下介绍一下全屏幕编辑程序vi的一些使用方法：
vi使用了两种状态，一是指令态（Command Mode），另一是插入态（Insert Mode）。当vi处于指令态时，打入的内容会视作指令来解释；而当vi处于插入态时，就可以打入正文（text）文件；大多数vi指令是单字符的。由插入态改变为指令态，按〈Esc〉键；而由命令态转为插入态，则可以使用下面的插入令，直接打入，无需再按〈Return〉键。在vi的指令态下，用h，j，k，l键移动光标，具体如下： h——光标左移一个字符； j——光标向下一行； k——光标向上一行； l——光标右移一个字符；
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以下是一些基本插入命令（须用到的）的用法： i——在光标处插入正文； x——删除光标处的字符； :wq——存盘退出；
要记著一点，在插入态处，不能打入指令，必需先按〈Esc〉键，返回指令态。假若户不知 身处何态，也可以按〈Esc〉键，不管处于何态，都会返回指令态其它的一些命令请读者自己参阅有关的书籍。
§ 1－2 建立可进行SPICE模拟的单元文件
主窗口分为信息窗口CIW、命令行以及主菜单。信息窗口会给出一些系统信息（如出错信息，程序运行情况等）。在命令行中可以输入某些命令。如我们调用Cadence的命令icfb和一些其它命令，比较重要的有调出帮助文件的openbook&等。
一．File菜单
在File菜单下，主要的菜单项有New、Open、Exit等。在具体解释之前我们不妨先理顺一下以下几个关系。library(库)的地位相当于文件夹，它用来存放一整个设计的所有数据，像一些子单元（cell）以及子单元（cell）中的多种视图（view）。Cell（单元）可以是一个简单的单元，像一个与非门，也可以是比较复杂的单元（由symbol搭建而成）。View则包含多种类型，常用的有schamatic，symbol，layout，extracted，ivpcell等等，他们各自代表什么意思以后将会一一提到。
New菜单项的子菜单下有Library、Cellview两项。Library项打开New Library窗口，Cellview项打开Create New File窗口，如图1-2-1和1-2-2所示。
图1-2-1 New Library 窗口
图1-2-2 Create New File 窗口
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1） 建立库(library):窗口分Library和Technology File 两部分。Library部分有Name和Directory两项，分别输入要建立的Library的名称和路径。如果只建立进行SPICE模拟的线路图，Technology部分选择 Don’t need a techfile 选项。如果在库中要创立掩模版或其它的物理数据（即要建立除了schematic外的一些view），则须选择Compile a new techfile(建立新的techfile)或Attach to an existing techfile(使用原有的techfile)。
2） 建立单元文件(cell)：在Library Name 中选择存放新文件的库，在Cell Name中输入名称，然后在Tool选项中选择Composer-Schematic工具(进行SPICE模拟)，在View Name中就会自动填上相应的View Name——schematic。当然在Tool工具中还有很多别的工具，常用的象Composer－symbol、virtuoso－layout等，分别建立的是symbol、layout的视图（view）。在Library path file中，是系统自建的library path file文件的路径及名称(保存相关库的名称及路径)。
Open菜单项打开相应的Open File窗口，如图1-2-3所示：
在Library Name中选择库名，在Cell Names中选择需要打开的单元名。Mode项可以选择打开方式——可编辑状态或者只读状态。
图 1-2-3 Open File窗口
Exit项退出Cadence软件包。
二．Tools菜单
在Tools菜单下，主要的菜单项有Library Manager、Library Path Editor等。
Library Manager项打开的是库管理器（Library Manager）窗口，如图1-2-4所示。
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图 1-2-4 Library Manager窗口
在窗口的各部分中，分别显示的是Library、Category、Cell、View相应的内容。双击需要打开的view名（或同时按住鼠标左右键从弹出菜单中选择Open项）即可以打开相应的文件。同样在library manager中也可以建立library和cell。具体方法是点击file，在下拉菜单中选择library或cell即可。
Library Path Editor项打开的是Library Path Editor窗口，如图1-2-5 所示。
从File菜单中选择Add Library项，填入相应的库名和路径名，即可包括入相应的库。
图 1-2-5 Library Path Editor窗口
三．Technology File菜单
这个菜单中的最后一项Edit Layers 可以使用在版图编辑中，用来修改原始图层的一些属性。
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§ 1－3 编辑可进行SPICE模拟的单元文件
选择主窗口的File→Open→Open file，打开相应的文件，即进入了Composer-Schematic
Editing窗口，如图1-3-1所示。窗口左边的按钮分别(从上到下)为Check and Save（检查并存盘）、Save（存盘）、Zoom out by 2（放大两倍）、Zoom in by 2（缩小两倍）、Stretch（延伸）、Copy（拷贝）、Delete（删除）、Undo（取消）、Property（属性）、Component（加元件）、Wire(Narrow)（画细线） 、Wire(Wide)（画粗线） 、Pin（管脚）、Cmd options、Repeat（重复），这些分别可以在菜单中找到相应的菜单项。
图 1-3-1 Composer-Schematic Editing窗口
选择Add/Component菜单，打开相应添加元件的窗口，如图1-3-2所示。点击Browse，会弹出library manager窗口，一些常用的元器件都在Analoglib库中。 View Name一般选择symbol，instance Names不用自己填，系统会自己加上去 。添加完元件后需设定元件的模型名称（如果必须的话）以及一些参数的值，特别是mos管和三极管，一定要填model name，
图 1-3-2 添加元件窗口 否则在模拟时会出错（我们一般使用华晶的元件model）。填好后，就可以将元件添加到Editing的编辑窗口中去了。其它的一些连线、移动、删除、复制的操作和一般的EDA工具差不多，这儿就不一一再说了。还有一点要提到的是，对于交叉相连的两条线，系统会有警
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告，可对连线稍作修改去除这个警告。
注：
以下是一些常用的快捷键：
i——添加元件，即打开添加元件的窗口； [——缩小两倍； ]——扩大两倍； w——连线（细线）； f——全图显示；
p——查看元件属性。
从一种状态转为另一种状态，按escape，或直接点击图标或使用快捷键。
为了使电路图更加明了，一般在电路的输入输出部分加上pin脚。这在后面的例子中将会提到。
§ 1－4 模拟的设置(重点)
Composer-schamatic界面中的Tools→Analog Artist项可以打开Analog Artist Simulation
图 1-4-1 Analog Artist Simulation窗口
窗口，如图1-4-1 所示。这是模拟时用到的主要工具，接下去主要介绍一下有关的内容。
一． Session菜单
包括Schematic Window、Save State、Load State、Options、Reset、Quit等菜单项。Schematic window项回到电路图；Save State项打开相应的窗口，保存当前所设定的模拟所用到的各种
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图1-4-2 Save State 窗口
参数。如图1-4-2所示。窗口中的两项分别为状态名和选择需保存的内容。 Load State打开相应的窗口，加载已经保存的状态。
Reset重置analog artist。相当于重新打开一个模拟窗口。 二．Setup菜单
包括Design、Simulator/directory/host、Temperature、Model Path等菜单项： Design项选择所要模拟的线路图。
Simulator/directory/host项选择模拟使用的模型，系统提供的选项有cdsSpice、hspiceS、spectreS等等。我们一般用到的是cdsSpice和spectreS。其中采用spectreS进行的模拟更加精确。下面我们只以这两种工具为例说明。
Temperature 打开如图1-4-3的窗口，可以设置模拟时的温度。 图 1-4-3 温度设置窗口
Model Path打开如图1-4-4的窗口，设置元件模型的路径。系统会自动在所设定的路径下寻找器件model name对应的model模型。
图1-4-4 模型路径设置窗口
三．Analyses菜单
选择模拟类型。在cdsSpice下有ac、dc、tran、noise四个选项，分别对应的是交流分析、直流分析、瞬态分析和噪声分析。我们知道：交流分析是分析电流（电压）和频率之间的关系，因此在参数范围选择时是选择频率。直流分析是分析电流（电压）和电流（电压）间的关系。Tran分析是分析参量值随时间变化的曲线。他们分别的窗口如下图所示。其设置很直观，这里就不在赘述。
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图 1-4-5 瞬态分析设置
图1-4-6 交流分析设置
图1-4-7 直流分析设置
而在spectreS中，可供选择的分析类型有很多，常用的还是ac、dc、tran和noise，不过它们设置与cdsSpice不同。Tran的设置只需填入模拟停止时间即可。 ac和dc分析的设置则更具特点：spectreS提供了变量扫描功能（和参量扫描有些类似），其中可供选择的变量（parameter）有frequency（ac分析）、temperature、component parameter和model parameter。以下一一说明：在ac分析扫描频率（常规分析）时，只需填入起始频率和终止频率即可。而在扫描其他参数时，必须将整个电路固定在一个工作频率（at frequency）上，然后进行其它选择。要进行component parameter扫描时，先点击select component，然后在电路图上选择所需扫描的器件，这时会弹出一个列有可供扫描参量名称的菜单，在其上选择即可。进行model parameter扫描时只需填入model name和parameter name即可。当然，以上扫描都免不了要填写扫描范围，就不多说了。以下是一些图示：
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四．Variables菜单
包括Edit等子菜单项。Edit项打开如图1-4-5的窗口。可以对变量进行添加、删除、查找、复制等操作。变量（variables）既可以是电路中元器件的某一个参量，也可以是一个表达式。变量将在参量扫描（parametric analysis）时用到，以下会提到。
图 1-4-5变量编辑窗口
五．其它有关的菜单项
1）Tools/Parametric Analysis子菜单可以打开如图1-4-6的窗口。它提供了一种很重要 的分析方法——参量分析的方法，也即参量扫描。可以对温度，用户自定义的变量（variables）进行扫描，从而找出最合适的值。以下详细说明：
图 1-4-6 参量分析窗口 参量扫描
在模拟中，如果对某一元件的参数大小不确定，不知值取多大可以得到最优的结果时，可以将该参数设为变量，进行变量扫描，比较输出结果，从而确定参数的值。另外，对系统变量也可以进行扫描，如温度变量（temp）。
步骤：
a.在Edit Variables窗口中添加新的变量,如是对系统变量(如温度)扫描，就略去这一步； b.在Parametric Analysis窗口(如图1-4-5所示)中，填入变量名称（温度变量是temp），设定扫描范围以及步长等。也可以点击setup，在pick name for variables的弹出菜单中选择所需扫描的参量（除系统参量外，菜单中所列举的都是variables中设置的变量）。其实这个工作和我们前面提到的spectreS中的变量扫描很象，不过它更加完备（因为可以对一个表达式进行扫描），所以读者应当将两种方法都掌握。
然后运行Analysis菜单下的start子菜单，开始模拟，模拟结果会在Waveform窗口中显示。
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2） Outputs/To be plotted/selected on schematic子菜单用来在电路原理图上选取要显示的
波形（点击连线选取节点电压，点击元件端点选取节点电流），这个菜单比较常用。当然我们需要输出的有时不仅仅是电流、电压，还有一些更高级的。比如说：带宽、增益等需要计算的值，这时我们可以在Outputs/setup中设定其名称和表达式。在运行模拟之后，这些输出将会很直观的显示出来。举个例子：标识3db的点，我们用到的表达式如下：bandwidth（VF(“/Out)，3，“low”）。需要注意的是：表达式一般都是通过计算器（caculator）输入的。Cadance自带的计算器功能强大，除了输入一些普通表达式以外，还自带有一些特殊表达式，如bandwidth、average等等。本文在最后会对计算器作介绍。
下面介绍一下analog artist窗口的情况，在Analog Artist窗口中靠右的一列按钮分别是： Choose Design：选择模拟的电路； Choose Analyses（选择模拟的类型）：瞬态模拟、直流模拟或交流模拟； Edit Variables（变量编辑）：打开变量编辑窗口； Setup Outputs：输出设置； Delete：删除变量等；
Run Simulation：开始模拟； Stop Simulation：停止模拟； Plot Outputs：波形输出。
§ 1－5 模拟结果的显示以及处理
在模拟有了结果之后，如果设定的output有plot属性的话，系统会自动调出waveform
窗口，并显示outputs的波形。如图1-5-1 所示。
图1-5-1 波形显示窗口 其左边的一列按钮分别为： Delete（删除）：删除图中的某个波形； Move（移动）：移动某个波形的位置，可以把几个波形叠加在一个坐标轴下；点击该按钮，然后点击需要移动的波形，再在目的地点击左键，即可完成移动操作；
Undo（取消）：取消前一次操作；
Crosshair MarkerA、 Crosshair MarkerB：十字标志A和B； Calculator（计算器）：计算器工具（可以对输出波形进行特定的处理 ）； Switch Axis Mode（坐标轴模式切换）：同一坐标显示所有波形或分别在各自的坐标下显示；
Add Subwindow：添加子窗口。
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§ 1－6 一个例子——D触发器
1、 电路图的输入
这是一个带R清零端（低电平有效）的D触发器，由20个MOS管组成，其中NMOS管和PMOS 管各为10个，组成四个传输门、两个反门和两个与非门。
具体的电路如图1-6-1
图 1-6-1 D触发器电路图
D触发器真值表 时钟（clk） 0 1 1 D X 0 1 Q Q 0 1 其中的一些参数设置如下： 传输门的PMOS：W——30μ，L——3μ； model:hj3p(在models目录下) NMOS：W——15μ，L——3μ； model:hj3n; 与非门的PMOS：W——30μ，L——3μ； NMOS：W——30μ，L——3μ； 非门的PMOS：W——30μ，L——3μ； NMOS：W——15μ，L——3μ； 电源直流电压:5.7V； R端的信号源(R):
cellname——vpwl;
Number of pairs of points——3（信号源波形上有三个转折点）； Time 1——0s； Voltage 1——0V; Time 2——100μs； Voltage 2——0V; Time 3——105μs； Voltage 3——5V;
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Delay time——500ns;
时钟信号（clk）: 时钟信号的反（clkbar）: cellname——vpulse; cellname——vpulse;
Voltage 1——0V; Voltage 1——5V; Voltage 2——5V; Voltage 2——0V; Delay time——5μs; Delay time——5μs; Rise time——5μs; Rise time——5μs;
Pulse time——100μs; Pulse time——100μs; Period time——200μs; Period time——200μs;
D端输入（D）:
cellname——vpulse;
Voltage 1——0V; Voltage 2——5V; Delay time——5μs; Rise time——5μs; Pulse time——100μs;
Period time——200μs;
瞬态分析设置如下： From:0 to:1ms by:1μs 得到的波形如图1-6-2所示：
图 1-6-2 cdsSPICE模拟结果1 可以看到模拟的结果符合D触发器的逻辑。但是有一个问题出现了，注意到我们所设的时间是从0→1ms，但是输出的模拟结果到600μs左右就截止了，这是和模拟的工具有关。
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为了得到较好的模拟结果，可以换一种工具——spectreS来完成模拟。 在Analog Artist Simulation窗口中选Setup下的Simulator/directory/host子菜单，出现如图1-6-3的设置窗口。在Simulator项中选择spectreS工具。然后在Choosing Analyses弹出的设置窗口中设定stop time为1ms，模拟的结果如图1-6-4所示，将得到一个很好的结果。。
图 1-6-3 选择模拟工具窗口
图1-6-4 spedtreS模拟结果
§ 1－7 分模块模拟(建立子模块)
在电路越来越复杂的情况下，如果再花时间去建立一个象D触发器这样复杂的
schamatic，明显会使工作更繁复。因此我们在建立了一个子电路后，可以将其看作一个整体，建立一个模块,即建立一个symbol（view name），放在用户自己库里的作为一个器件(component)来用。
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下面通过子模块非门的建立，来说明这一内容。
在Library Manager中分别建立非门not(cell)的schematic(view)和symbol(view)，如图1-7-1(a) 和1-7-1(b)所示。两者的PIN的名称必须一致，这样才能建立起一一对应的关系。
图 1-7-1(a) 图 1-7-1(b)
建立symbol(view)的步骤：
在Library Manager中新建cell，在如图1-2-2的窗口的Tool项选择Composer-symbol,即建立的是symbol(view);
用子菜单Add/Shape/Line和Add/Shape/Circle的命令画出如右图的形状； 用子菜单Add/label的命令添加标签[@instanceName]； 用子菜单Add/Selection Box命令添加选择框。
另一种建立symbol(view)的方法是：打开not(cell)的schematic(view)，用子菜单Design/Create Cellview/From Cellview命令。出现以下的窗口，如图1-7-2
图 1-7-2 从一个view建立另一个view
输入相应的名称后，单击OK，就出现如图1-7-3的选项窗口。其建立的symbol如图1-7-4所示，如果不是建立有常用符号的子模块，如与门，非门等逻辑门，这种方法是较快
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的。
图 1-7-3 建立symbol的选项窗口
图 1-7-4 第二种方法建立的symbol图形
这样就建立了一个最简单的子模块——非门。在模拟过程中，就可以通过添加元器件（component）来直接将非门加到电路中来，而不用具体画出其内部的结构，这实际上就是以一个简单的symbol来代替其内部的复杂结构。以此类推，可以将小模块一步步的拼凑成大的模块，直接用于模拟仿真。有一点要注意的是：对于有源器件（如非门）建立symbol，必须在原始电路图上添加analoglib中的源和地，而且源的电压值也需要设定好，否则变为symbol搭成电路后会出错。当然用于模拟时设定的激励源是不用加在电路图中的
§ 1－8 其它的一些内容
计算器 计算器有两种格式，一种是代数格式，另一种RPN（逆波兰）格式。有时需要对Waveform窗口中显示的波形进行处理，如改变坐标轴的单位（将电压单位改成分贝形式等），比较两个量的差值（显示两个电压的差）。所有的这些可以用Calculator工具来实现，如图1-8-1所示。 除了常规的计算以外，计算器还可以完成波形处理等工作。下面就简单地介绍一下常用的内容。
图 1-8-1 计算器工具 图1-8-1中显示的是逆波兰模式。菜单Options/set Algebraic或set RPN可以切换模式。Calculator窗口中的按钮可以分为下面几个部分：
1. 功能键（选择、打印波形曲线，绘波形图）； 2. 常规计算器键盘； 3. 函数键。
下面分别介绍他们的功能。
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一．功能键：
1.browser：打开结果浏览窗口（Result Browser）。
2.wave、family：从波形窗口（waveform Window）中选择所要处理的曲线波形。Wave是选择单一的波形，family是选择一组波形（如参数扫描得到的曲线簇）。
3.erplot、plot：在波形窗口（waveform Window）中绘制曲线波形。Erplot 是先搽除原先的波形，然后再绘出新的曲线波形；plot是直接在原波形窗口中追加新的曲线波形。
4.printvs、print：打印曲线波形。
5.电原理图表达式键：在电原理图中选择需要处理的数据（如电压、电流）具体如下表所示。 vt vf vs vdc vn var 瞬态电压 频率电压 源扫描电压 直流电压 噪声电压 变量 it if is op opt mp 瞬态电流 频率电流 源扫描电流 直流工作点 瞬态工作点 模型参数 二．常规计算器键盘：
这部分和常规计算器的键盘基本相同，除了少数几个键，如undo键。在算术模式和逆波兰（RPN）模式中的键名稍有不同。
三．函数键
1． 常规函数键： 如下表所示。
三角函数 其他常规函数 Sin，cos，tan，sinh，cosh，tanh，asin，acos，atan，asinh，acosh，atanh Mag phase real imag 幅度 相位 实部 虚部 Ln、log10、dB10、dB20、exp、10**x、y**x、x**2、常规算术函数 abs、int、1/x、squrt 自定义函数 F1、F2、F3、F4 2． 特殊函数键：
在special function的下拉框中有下列函数，如表所示。 函数名 Ishift Clip convolution Eex Frequency GainBWprod Gain Margin Phase Margin X轴位移 在clip函数的范围内画波形 取两个波形的卷积 指数函数 估计周期（准周期）波形的周期 增益带宽积 增益裕量 相位裕量 说明 第 17 页 共 97页
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Rise Time Slew Rate bandwidth 上升时间 摆率 带宽 下面将举例说明计算器波形处理功能的应用。如已得到如图1-8-2的电压的交流响应波形图，要计算它的-3dB带宽。
步骤如下： 1） 点击左边的wave键，然后在波形图中点击波形，在计算器的显示窗口中就会显示
出该波形的名称； 2） 在special function的下拉框中选择bandwidth，得到如下窗口，在Db处填3，在Type
处选择low,然后ok。
3） 点击erplot键，就可以在waveform窗口得到结果如图1-8-3所示。
处理波形：
4） 点击左边的wave键，然后在电路原理图中选中所需要的波形，拖至计算器的命令
行处，此处就会显示该波形的名称； 5） 再结合右边的函数键，得到想要的表达式。如要得到分贝的形式，就点击dB10或
dB20的键。 6） 点击左边的plot键，就可以在waveform窗口得到结果。
1-8-2 交流响应波形图
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图1-8-3 db表示图
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第二章． Virtuoso Editing的使用简介
全文将用一个贯穿始终的例子来说明如何绘制版图。这个例子绘制的是一个最简单的非门的版图。
§ 2－1 建立版图文件
使用library manager。首先，建立一个新的库myLib，关于建立库的步骤，在前文介绍
cdsSpice时已经说得很清楚了，就不再赘述。与前面有些不同的地方是：由于我们要建立的是一个版图文件，因此我们在technology file选项中必须选择compile a new tech file,或是attach to an exsiting tech file。这里由于我们要新建一个tech file，因此选择前者。这时会弹出load tech file的对话框，如图2-1-1所示。
图2-1-1
在ASCII Technology File中填入csmc1o0.tf即可。接着就可以建立名为inv的cell了。为了完备起见，读者可以先建立inv的schematic view和symbol view（具体步骤前面已经介绍，其中pmos长6u，宽为0.6u。nmos长为3u，宽为0.6u。model 仍然选择hj3p和hj3n）。然后建立其layout view，其步骤为：在tool中选择virtuoso－layout，然后点击ok。
§ 2－2 绘制inverter掩膜版图的一些准备工作
首先，在library manager中打开inv这个cell的layout view。即打开了virtuoso editing窗
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图2-2-1 virtuoso editing窗口 口，如图2-2-1所示。
版图视窗打开后，掩模版图窗口显现。视窗由三部分组成：Icon menu , menu banner , status banner.
Icon menu (图标菜单)缺省时位于版图图框的左边，列出了一些最常用的命令的图标,要查看图标所代表的指令，只需要将鼠标滑动到想要查看的图标上，图标下方即会显示出相应的指令。
menu banner（菜单栏）,包含了编辑版图所需要的各项指令，并按相应的类别分组。几个常用的指令及相应的快捷键列举如下： Zoom In -------放大 (z) Save ------- 保存编辑(f2) Undo ------- 取消编辑(u) Move ------- 移动(m) Rectangle -------编辑矩形图形(r) Path ------- 编辑布线路径(p)
Zoom out by 2------- 缩小2倍(Z) Delete ------- 删除编辑(Del) Redo -------恢复编辑 (U) Stretch ------- 伸缩(s)
Polygon ------- 编辑多边形图形(P) Copy -------复制编辑 (c)
status banner（状态显示栏），位于menu banner的上方，显示的是坐标、当前编辑指令等状态信息。
在版图视窗外的左侧还有一个层选择窗口（Layer and Selection Window LSW）。
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LSW视图的功能：
1） 可选择所编辑图形所在的层； 2） 可选择哪些层可供编辑； 3） 可选择哪些层可以看到。
由于我们所需的部分版图层次在初始LSW中并不存在，因此下一步要做的是：建立我们自己的工艺库所需的版图层次及其显示属性。为了简单起见，以下仅列出绘制我们这个版图所需的最少版图层次。 层次名称 Nwell Active Pselect Nselect Contact Metal1 Via Metal2 Text Poly 说明 N阱 有源区 P型注入掩膜 N型注入掩膜 引线孔，连接金属与多晶硅/有源区 第一层金属，用于水平布线，如电源和地 通孔，连接metal1和metal2 第二层金属，用于垂直布线，如信号源的I/O口 标签 多晶硅，做mos的栅 下图是修改后的LSW。 第 22 页 共 97页
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图2-2-2 LSW
如何来修改LSW中的层次呢？以下就是步骤：
1． 切换至CIW窗口，在technology file的下拉菜单中选择最后一项edit layers出现如图窗
口
图2-2-3 edit layers
2． 在technology library中选择库mylib，先使用delete 功能去除不需要的层次。然后点击
add添加必需的层次，add打开如下图的窗口：
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图2-2-4
其中，layer name中填入所需添加的层的名称。Abbv是层次名称缩写。Number是系统给层次的内部编号，系统保留128－256的数字作为其默认层次的编号而将1－127留给开发者创造新层次。Purpose是所添加层次的功用，如果是绘图层次，一般选择drawing。Priority是层次在LSW中的排序位置。其余的选项一般保持默认值。在右边是图层的显示属性。可以直接套用其中某些层次的显示属性。也可以点击edit resources自己编辑显示属性。如图2-2-5所示（这个窗口还可以在LSW中调出） 编辑方法很简单，读者可以自己推敲，就不再赘述。上述工作完毕后就得到我们所需的层次。接着我们就可以开始绘制版图了。
§ 2－3 绘制版图
一．画pmos的版图（新建一个名为pmos的cell）
1． 画出有源区
在LSW中，点击active（dg），注意这时LSW顶部显示active字样，说明active层为当前所选层次。然后点击icon menu中的rectangle icon，在vituoso editing窗口中画一个宽为3.6u，长为6u的矩形。这里我们为了定标，必须得用到标尺。点击misc/ruler即可得到。清除标尺点击misc/clear ruler。如果你在绘制时出错，点击需要去除的部分，然后点击delete icon。 2． 画栅
在LSW中，点击poly（dg），画矩形。与有源区的位置关系如下图：
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0.6u 0.6u(gate length)
6u(gate width)
1.5u
3.6u
图2-2-5 display resource editor
3．画整个pmos
为了表明我们画的是pmos管，我们必须在刚才图形的基础上添加一个pselect层，这一层将覆盖整个有源区0.6u。接着，我们还要在整个管子外围画上nwell，它覆盖有源区1.8u。如下图所示：
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pselect
00.6u0.6u
1.8u
nwell
4．衬底连接
pmos的衬底（nwell）必须连接到vdd。首先，画一个1.2u乘1.2u的active矩形；然后在这个矩形的边上包围一层nselect层（覆盖active0。6u）。最后将nwell的矩形拉长，完成后如下图所示：
nselect
active
pselect
这样一个pmos的版图就大致完成了。接着我们要给这个管子布线。 二．布线
pmos管必须连接到输入信号源和电源上，因此我们必须在原图基础上布金属线。 1． 首先我们要完成有源区（源区和漏区）的连接。在源区和漏区上用contact（dg）层
分别画三个矩形，尺寸为0.6乘0.6。注意：contact间距为1.5u。
2． 用metal1（dg）层画两个矩形，他们分别覆盖源区和漏区上的contact，覆盖长度为
0.3u。
3． 为完成衬底连接，我们必须在衬底的有源区中间添加一个contact。这个contact每
边都被active覆盖0.3u。
4． 画用于电源的金属连线，宽度为3u。将其放置在pmos版图的最上方。 布线完毕后的版图如下图所示：
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图2-3-1 pmos版图
通过以上步骤我们完成了pmos的版图绘制。接下来我们将绘制出nmos的版图。 三．画nmos的版图
绘制nmos管的步骤同pmos管基本相同（新建一个名为nmos的cell）。无非是某些参数变化一下。下面给出nmos管的图形及一些参数，具体绘制步骤就不再赘述。 3.6u 0.6u
0.6u 3u
3u
图2-3-2nmos版图
四．完成整个非门的绘制及绘制输入、输出
1． 新建一个cell（inv）。将上面完成的两个版图拷贝到其中，并以多晶硅为基准将两
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图对齐。然后，我们可以将任意一个版图的多晶硅延长和另外一个的多晶硅相交。 2． 输入：为了与外部电路连接，我们需要用到metal2。但poly和metal2不能直接相
连，因此我们必须得借助metal1完成连接。具体步骤是： a． 在两mos管之间画一个0.6乘0.6的contact b． 在这个contact上覆盖poly，过覆盖0.3u
c． 在这个contact的左边画一个0.6乘0.6的via，然后在其上覆盖metal2（dg），
过覆盖0.3u
d． 用metal1连接via和contact，过覆盖为0.3u
从下图中可以看得更清楚：
via contact metal2
metal1
poly 3． 输出：先将两版图右边的metal1连起来（任意延长一个的metal1，与另一个相交）。
然后在其上放置一个via，接着在via上放置metal2。 五．作标签
1． 在LSW中选择层次text（d3），点击create/label，在弹出窗口中的label name中填
入vdd！并将它放置在版图中相应的位置上。 2． 按同样的方法创制gnd！、A和Out的标签。完成后整个的版图如下：
图2-3-4 非门的版图
至此，我们已经完成了整个非门的版图的绘制。下一步将进行DRC检查，以检查版图在绘制时是否有同设计规则不符的地方。
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第三章 Diva验证工具使用说明
版图绘制要根据一定的设计规则来进行，也就是说一定要通过DRC（Design Rule Checker）检查。编辑好的版图通过了设计规则的检查后，有可能还有错误，这些错误不是由于违反了设计规则，而是可能与实际线路图不一致造成。版图中少连了一根铝线这样的小毛病对整个芯片来说都是致命的，所以编辑好的版图还要通过LVS（Layout Versus Schematic）验证。同时，编辑好的版图通过寄生参数提取程序来提取出电路的寄生参数，电路仿真程序可以调用这个数据来进行后模拟。下面的框图可以更好的理解这个流程。
图 3-0-1 IC后端工作流程
验证工具有很多，我们采用的是Cadence环境下集成的验证工具集DIVA。下面先对DIVA作一个简单介绍。
DIVA是Cadence软件中的验证工具集，用它可以找出并纠正设计中的错误：它除了可以处理物理版图和准备好的电气数据，从而进行版图和线路图的对查（LVS）外。还可以在设计的初期就进行版图检查，尽早发现错误并互动地把错误显示出来，有利于及时发现错误所在，易于纠正。
DIVA工具集包括以下部分： 1． 设计规则检查（iDRC） 2． 版图寄生参数提取（iLPE） 3． 寄生电阻提取（iPRE）
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4． 电气规则检查（iERC）
5． 版图与线路图比较程序（iLVS）
需要提到的是：Diva中各个组件之间是互相联系的，有时候一个组件的执行要依赖另一个组件先执行。例如：要执行LVS就先要执行DRC。在Cadence系统中，Diva集成在版图编辑程序Virtuoso和线路图编辑程序Composer中，在这两各环境中都可以激活Diva。要运行Diva前，还要准备好规则验证的文件。可以把这个文件放在任何目录下，这些规则文件的写法下面专门会进行说明，也会给出例子。这些文件有各自的默认名称，如：做DRC时的文件应以divaDRC.rul命名，版图提取文件以divaEXT.rul命名。做LVS时规则文件应以divaLVS.rul命名。
§ 3－1 DRC规则文件的编写
仍旧以前面的非门为例，我们制定了以下规则：
1.a n阱(well) n阱的最小宽度 1.b 阱与阱之间的最小间距 1.c ndiff到nwell的最小间距 1.d pdiff到nwell的最小间距 1.e p mos 器件必须在nwell内
2.a 有源区（active） 有源区的最小宽度 2.b 有源区之间的最小间距
3.a 多晶硅（poly） 多晶硅的最小宽度 3.b 多晶硅间的最小宽度 3.c 多晶硅与有源区的最小间距 3.d 多晶硅栅在场区上的最小露头3.e 源、漏与栅的最小间距
4.a 引线孔（contact） 引线孔的最小宽度 4.b 引线孔间的最小间距 4.c 多晶硅覆盖引线孔的最小间距 4.d metal1覆盖引线孔的最小间距
5.a 金属1（metal1） 金属1的最小宽度 5.b 金属1间的最小间距
6.a 金属2（metal2） 金属2的最小宽度 6.b 金属2间的最小间距 6.c 金属2的最小挖槽深度
7.a 通孔（via） 通孔的最小宽度 7.b 通孔间的最小间距 7.c 通孔与引线孔间的最小间距 7.d metal1覆盖通孔的最小间距 4.8u 1.8u 0.6u 1.8u 1.2u 1.2u 0.6u 0.6u 0.6u 0.6u 0.6u 0.6u 0.9u 0.3u 0.3u 1.2u 0.9u 1.2u 1.2u 1.2u 0.6u 0.9u 0.6u 0.3u
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7.e metal2覆盖通孔的最小间距 0.3u 7.f 通孔与多晶硅的最小间距 0.3u 结合上述规则，我们就可以编写出相应的DRC规则检查文件（见附录1），取名为divaDRC.rul。这个文件的第一部分是层次处理，用于生成规则文件中所要应用到的层次（可以是原始层或是衍生层）。例如：nwell=geomOr(\"nwell\")，（在文件中引用到的所有原始物理层次都要用双引号括起来）这一句的目的是在后面应用到nwell这个原始物理层次时，不需要再用引号括起来，前面几句都是这个意思。后面四句则生成版图验证中必须的一些层次。有一点需要注意的是：在geomOr的关键字和“(”之间不能出现空格，nwell=geomOr (“nwell”)的写法系统在编译时会报错。
下面这个语句相当于一个条件转移语句，当有drc命令时，执行下面的规则，否则跳转到下一个命令。
ivIf( switch( \"drc?\" ) then
在设计规则检查中，主要的语句就是drc（）了。先简单介绍一下这个语句的语法。 [outlayer]=drc(inlayer1 [inlayer2] function [modifiers] )
outlayer表示输出层，如果定义（给出）输出层，则通过drc检查的出错图形就可以保存在该输出层中。此时，如果没有modifiers选项，则保存的是原始的图形。如果在modifiers选项中定义了修改方式，那么就把修改后的结果保存在输出层中。如果没有定义outlayer层，出错的信息将直接显示在出错的原来层次上。
Inlayer1和inlayer2代表要处理的版图层次。有些规则规定的是只对单一层次的要求，比如接触孔的宽度，那么可以只有inlayer1。而有些规则定义的是两个层次之间的关系，如接触孔和铝线的距离，那么要注明两个层次。
Function中定义的是实际检查的规则，关键字有sep（不同图形之间的间距）, width（图形的宽度）, enc（露头）, ovlp(过覆盖), area（图形面积）, notch（挖槽的宽度）等。关系有>, <, >=, <=, ==等。结合起来就是：sep<3, width<4, 1 另外，在DRC文件中，引号引出的行是注释行。 以上就是对DRC文件编写的一些简单介绍，对于其中使用的关键字，作者有专门的说明文章，同时在本文后面作者还会给出一个完整的DRC校检文件并给出详细说明，读者可以参照它，以加深对文件编写的理解。 § 3－2 版图提取文件的介绍 上面已经提到，通过DRC验证的版图还需要进行LVS也就是版图和线路图对查比较。实际 上就是从版图中提取出电路的网表来，再与线路图的网表比较。那么如何提取版图网表呢？这里我们就要使用到DIVA的extract文件。下面是它的简单介绍： 首先，同DRC一样，extract文件的最开始同样是这样一条语句： 第 31 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 ivIf（switch（“extract？”） then 它相当于一个条件转移语句，当有extract这个命令时，执行下面的规则，否则跳转到另外的循环。 接着，extract文件中要进行的是层次定义，它一般分为三个步骤： 1． 识别层定义（recognition layer） 2． 终端层定义（terminal layer） 3． 伪接触层定义（psuedo_contact layer） 然后是定义层次间的连接关系，使用geomConnect语句将版图间的不同层次连接起来（一个extract文件只能有一个geomConnect语句），构成完整的网表。例如句子： geomConnect（ via（contact psd nsd poly metal1） via（via metal1 metal2） ） 其中，via语句的作用是使用连接层连接任意数目的层次，但要注意的是：一个via语句中只能出现一个连接层。但在geomConnect语句中via语句可以出现的次数不限。以上语句表示：在有contact的地方，psd nsd poly metal1 是相互连接的。在有via 的地方metal1和metal2相连，注意后一个via和前一个的意义不同。 上述工作完成之后，我们接着要进行的工作是器件的提取（device extraction）。使用extractDevice语句。extractDevice 语句定义电路中用到的元器件，这是提取文件中的关键语句。语法说明如下： extractDevice( reclayer termlayer model physical ) 其中reclayer是识别层，它应该是后来通过逻辑关系生成的提取层，这个层上的每一个图形都会被当作是一个元器件。 Termlayer是端口层，它表示的是元器件的端口，一定要是可以连接的层次。具体的端口定义因元器件而异。 Model指的是元器件的类型，与端口要对应。例如下两句： extractDevice( pgate (GT \"G\")(psd \"S\" \"D\")(NT \"B\")\"pfet ivpcell\" ) extractDevice( ngate (GT \"G\")(nsd \"S\" \"D\")(pwell \"B\")\"nfet ivpcell\" ) 分别提取出pmos管和nmos管。 接着很重要的一步是器件尺寸测量，使用measureParameter语句，例如： w1＝measureParameter（length （ngate butting nsd） .5） 这一句测量的是nmos的沟道宽度，注意后面的.5必须加上，否则测出的将是两倍的沟道宽度。 下面使用saveInterconnect 这个命令把连接的层次写到提取出来的网表中，以便在做LVS时，可以与线路图中的网表互相对比。 saveInterconnect( nsd psd poly contact metal1 ) saveRecognition 这个命令将提取产生的可以识别的图形保存下来。通常和extractDevice语句中的识别层一致。 saveRecognition( ngate \"ngate\" ) saveRecognition( pgate \"pgate\" ) 以上就是对extract文件的一个简要介绍，读者可以参看附录中完整的例子，以加深对它的理解。 § 3－3 LVS文件的介绍 接下来，就是LVS检查了。在diva中，由于版图提取在extract中就已经完成，LVS文件 第 32 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 中的逻辑结构相对就比较简单。只需进行网表比较，参数比较，以及把一些“并联或串联”的元器件归并等即可。所以这一部分文件不会因为工艺层次不同而有很大不同，可以根据范本做少许改动。 以下只介绍一下LVS的基本结构： lvsRules（ procedure(mosCombine(value1,value2) ……. ) Procedure(mosCompare(lay,sch) ……. ) permuteDevice(parallel “pmos” mosCombine) compareDeviceProperty(“pmos” mosCompare) ) 至于例子，读者可以参考附录。 § 3－4 Diva的用法 一．DRC的说明 编辑好的验证文件都存在..\\export\\home\\wmy\\myLib\\下，文件名分别是 divaDRC.rul、divaEXT.rul、divaLVS.rul。有了这三个文件就可以进行版图验证了。下面将以一个非门为例子来进行说明。 在编辑版图文件的同时就可以进行DRC检查。在virtuoso版图编辑环境中。单击Verify菜单，上面提到的DIVA工具都集成在这个菜单下。先介绍设计规则检查DRC，单击第一个子菜单DRC就会弹出DRC的对话框。如下： 图3-4-1 DRC菜单窗口 第 33 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 Checking Method指的是要检查的版图的类型。 Flat 表示检查版图中所有的图形，对子版图块不检查。（与电路图中类似，最上层电路由模块组成，而模块由小电路构成。有些复杂的版图也是如此） Hierarchical利用层次之间的结构关系和模式识别优化，检查电路中每个单元块内部是否正确。 hier w/o optimization 利用层次之间的结构关系而不用模式识别优化，来检查电路中每个单元块。 Checking Limit 可以选择检查哪一部分的版图 Full 表示查整个版图 Incremental 查自从上一次DRC检查以来，改变的版图。 by area 是指在指定区域进行DRC检查。一般版图较大时，可以分块检查。 如果选择这种方式后，Coordinate 这个输入框就变为可输入。可以在这个框内输入坐标，用矩形的左下角和右上角的坐标来表示。格式为：12599:991 115682:194485 或者先单击Sel by Cursor,然后用鼠标在版图上选中一个矩形，这个输入框也会出现相应的坐标。如果不出现可以多选几次。 Switch Names 在DRC文件中，我们设置的switch在这里都会出现。这个选项可以方便我们对版图文件进行分类检查。这在大规模的电路检查中非常重要。 Run-Specific Command File Inclusion Limit 上面的两项并不是必需的，可以根据默认设定。 Echo Commands 选上时在执行DRC的同时在CIW窗口中显示DRC文件。 Rules File 指明DRC规则文件的名称，默认为divaDRC.rul Rules Library 这里选定规则文件在哪个库里。 Machine 指明在哪台机器上运行DRC命令。 local 表示在本机上运行。对于我们来说，是在本机运行的，选local。 remote 表示在远程机器上运行。 Remote Machine Name 远程机器的名字。 在填好规则文件的库和文件名后，根据实际情况填好Checking Method 和Checking Limit就可以单击OK运行。这时可以在CIW窗口看到运行的信息，同时在版图上也会出现发亮的区域（如果有错误）。 错误在版图文件中可以看到，另外也可以选择Verify-Markers-Find菜单来帮助找错。单击菜单后会弹出一个窗口，在这个窗口中单击apply就可以显示第一个错误。这个窗口较简单，大家看一下，再试几次就可以了。 同样，可以选择Verify-Markers-Explain来看错误的原因提示。选中该菜单后，用鼠标在版图上出错了的地方单击就可以了。也可以选择Verify-Markers-Delete把这些错误提示删除。 Virtuoso版图编辑环境下的菜单见图3-4-2。 第 34 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 图3 –4-2Virtuoso菜单 二．版图提取（Extractor）说明 为了进行版图提取，还要给版图文件标上端口，这是LVS的一个比较的开始点。在LSW窗口中，选中metal1（pn）层，（pn）指得是引脚（pin）；然后在Virtuoso环境菜单中选择Create-Pin，这时会出来一个窗口。如下： 图3-2-3 创建版图端口窗口 填上端口的名称（Terminal Names 和Schematic中的名字一样）、模式（Mode，一般选rectangle）、输入输出类型（I/O Type）等。至于Create Label属于可选择项，选上后，端口的名称可以在版图中显示。 填好可以直接在版图中画上端口，往往有好几个端口，可以都画好在单击Hide。 这些端口仅表示连接关系，并不生成加工用的掩模板，只要求与实际版图上铝线接触即可，也没有规则可言。 第 35 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 版图的完成后，就可以提取了，在版图编辑环境下选择Verify –extractor 。弹出菜单如下： 图3-2-4Extractor窗口 图3-2-5 提取出的文件 填好提取文件库和文件名后，单击OK就可以了。然后打开Library Manager，在库myLib下nmos单元中增加了一个文件类型叫extracted的文件，可以用打开版图文件同样的方式打开它。图3-2-5就是提取出来的版图，可以看到提取出来的器件和端口，要看连接关系的话，可以选择Verify-probe菜单，在弹出窗口中选择查看连接关系。 版图的准备工作基本上就完成了，接下来是线路图的准备工作。线路图的准备工作相 第 36 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 对较简单，有几个要注意的地方：首先，在库的选用上，要用Sample库中的元件；其次，线路图的端口名称要与版图中的端口名称一致；最后，在线路编辑完成后要进行检查，可以直接单击左边第一个快捷键，也可以选择菜单Check--Current Cellview。 在版图和线路图的准备工作完成后就可以进行LVS了。 图3-2-6 LVS 参照图3-2-6的弹出菜单，填好规则文件的库和文件名，要进行LVS的两个网表。（其实在LVS中比较的是两个网表，一个是schematic中，另一个是extracted，所以两个schematic文件也可以比较，只是一般没这个必要）设置完以后单击RUN，片刻后就回弹出一个窗口表示LVS完成或者失败。失败时可以在上面的菜单中单击Info看运行的信息再进行处理。LVS完成后，可以在上面的弹出菜单中单击Output，这时会弹出LVS的结果。 当然，LVS完成并不是说LVS通过了，可能会有很多地方不匹配。这时要查看错误可以在LVS窗口中单击Error Display。即可在Extracted和Schematic 中查看错误。 第 37 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 第四章 Cadence中Verilog 的一些使用方法 § 4－1 Verilog 的文本编辑器 随着电路规模的增大和复杂，传统的图形输入模式已不可行。语言描述电路 成为潮流。它的方便性和好的更改性、维护性在实践中得到很好的体现。尤其现在强大的综合工具，和系统集成对核的需求性使Verilog更有用武之地。每个硬件工程师应该学习掌握它。 在进入Cadence后在命令行中键入 textedit *.v↙ (此处*为文件名，在textedit 命令后应带上文件名) 键入上述命令后进入文本编辑框，和Windows 中常用的文本编辑框很象。 图4-1-1textedit文本编辑框界面 图中的主菜单File、View、Edit、Find及各自底下的子菜单和Windws中的 文本编辑器差不多，使用方法相似，这里就不多说了。编好程序保存可以进 行后续工作了。 § 4－2 Verilog 的模拟仿真 一．命令的选择。 在命令行中键入 verilog↙ 会出现关于此命令的一些介绍，如下： -f -y -s enter interactive mode immediately 第 38 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 -k -u convert identifiers to upper case -t set full trace -q quiet -d decompile data structure Special behavioral performance options (if licensed): +turbo speed up behavioral simulation. +turbo+2 +turbo with second level optimizations. +turbo+3 +turbo+2 with third level optimizations. +listcounts generate code for maintaining information for $listcounts +no_turbo don't use a VXL-TURBO license. +noxl disable XL acceleration of gates in all modules Special environment invocation options (if licensed): +gui invoke the verilog graphical environment 在上面的参数选择中，简单介绍几个常用的: (1)-c 首先应该保证所编程序的语法正确性。先进行语法的检查，选择参数- c键入 如下命令。 verilog –c *.v↙ 根据Cadence的报告，查找错误信息的性质和位置，然后进入文本编辑器进 行修改，再编译，这是个反复的过程，直到没有语法错误为止。 (2)-s 进入交互式的环境，人机交互运行和下面的参数联合使用。 (3)+gui & verilog 仿真有命令和图形界面两种方式。图形界面友好和windows使用很 象，很好掌握，一般都使用图形方式。 “&”符号是后台操作的意思，不影响 前台工作。如此时你可以在命令行输入其它的命令。 其它的命令参数选择比较复杂，这里就不介绍了，故我们这里常用的命令是： verilog –s *.v +gui &↙ (*代表文件名) 进入图形交互界面。 $附：命令行输入 !!↙ 是执行上一条命令， 命令行输入 !* ↙ (*代表字母) 是执行最近的以*开头的命令。 上述附注对命令输入速度提高有所帮助。 二．SimVision 图形环境。 SimVision是Verilog-XL的图形环境。 主要有SimControl、Navigator、 Signal Flow Browswer、 Wactch Objects Window 、SimWave 等窗口。 第 39 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 (1)SimControl 窗口 此窗口是主要的仿真控制窗口，让用户和机器进行交互式操作。执行各种Verilog-XL命令(菜单)，进行仿真、分析、调试你的设计。该窗口可以显示设计的模块和模块，显示和设置断点、强制信号等。创建用户自己的按钮和执行经常使用的操作。 Manu Bar ① Tool Bar② Source Browser③ 图4-2-1 SimControl 窗口界面图 Scope Region④ I/O Region⑤ Message Region⑥ 各部分简介： ①、Menu Bar 有许多的子菜单，让你执行各种模拟仿真命令。这里就不一一介绍，到使用时，在指明其功能和所在位置。 ②、Tool Bar 各种按钮代表最常用的操作和功能，能快速对选中的物体执行各种命令。你可以在工具条中加入自己定义的按钮，来代表常用的操作命令。使用 第 40 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 Option-User Buttons-Create 菜单项。用Options-User Buttons-Edit 菜单项修改修改按钮。工具条还显示当前模拟时间，当处于交互式的模拟状态时，会随模拟更新时间。因为工具条按钮的操作为常用操作，下面各功能详细介绍一下。 运行模拟按钮 设置模块按钮 对对象执行操作按钮 调用其它显示窗口按钮 显示模拟时间 a b c d e f g h i j k l m n 放用户自定义按钮 是否显示程序代码 图4-2-2 SimControl窗口中的工具条 a、Run Simulation按钮 运行模拟，若无断点直至完成，图标变为停止模拟图标。若有断点则运行到断点对应信号再改变的位置。 b、Single Step按钮 再任何模块每按一下执行到下一个可执行行，即使在子程序中也是单步运行。 c、Step Over 按钮 在当前的模块中执行到下一个可执行行，在子程序中步单步执行，而是一步执行完子程序。 d、Set Scope 按钮 由当前的调试模块转到被选中的模块。 e、Scope Up 按钮 由当前模块转到它的上一级模块，但若有对象被选中，不执行。 f、Show Execution 按钮 模拟时更新当前模块，显示正在模拟的模块。在当前刚执行完的代码行左边有一个箭头 g、Set Breakpoint 按钮 设置断点，当模拟过程中被选信号变化时发生。代码左边的行号为高亮的可设为断点，灰色则不可以。 h、Set Force 按钮 弹出一个窗口，里面有当前选中信号的名字和数值。用户可以强制信号为一个希望值。 i、Show Value 按钮 n、程序代码是否显示的切换按钮。显示当前被选信号的数值。 第 41 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 以下j、k、l、m调用其它调试窗口，具体介绍放到后面。 j、打开Navigator窗口。 k、打开Watch Objects 窗口。显示被选中的对象 l、打开Singal Flow Browser窗口。把被选中的对象放到浏览器中 m、打开SimWave窗口。显示被选中对象的模拟波形。 ③、Source Browser 显示被调试的程序代码，每行左边有行号。你可以在其间选择信号和模块。这种选择会影响其它工具的操作对象，反过来其他工具操作对象的选择也会作用于Source Browser信号和对象的选择。可在其间设置断点，如前所说的在行号为高亮的行可设为断点，灰色则不可以。可在Source Browser中点鼠标的右键选择菜单进行操作。另一个对选择对象的操作是双击该对象。如双击信号得到它的数值，双击模块则调到该模块描述处。如图4-2-2中的n字母代表的按钮，Source Browser可被关掉不显示。 ④、Scope Region 包含scope field 和subscopes field。从下拉按钮选择不同的项，跳到不同的模块。对应的Source Browser显示该模块的代码。 ⑤、I/O Region 显示执行的命令和模拟输出的结果。你也可以直接在此键入命令执行操作。I/O Region 也可以被关掉不显示，当点击Message Region右边的三角按钮可切换显示与否。 ⑥、Message Region 显示模拟状态。 三．Navigator 窗口 按下和图4-2-2中j字母所代表的按钮一样的按钮打开Navigator窗口。此窗口用图形，在Scope Tree 中采用树的形式显示设计中各模块的层次关系。在Objects List中显出Scope Tree中被选模块的当前模拟数值和描述。 第 42 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 图4-2-3 Navigator窗口 ①、Menu Bar 提供各种命令和操作，有下拉菜单(如下面的图4-2-4)和右键弹出菜单两种。选中对象点击右键可选择对对象操作所需的命令，如下面的图4-2-5。 图4-2-4 Navigator窗口的菜单 第 43 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 图4-2-5 Navigator中的PoP-Up菜单 ②、Tool Bar a、设置模块 b、对选择对象操作 c、调用其他显示窗口 图4-2-6 Navigator中的工具条 a、b、c同SimControl窗口中的工具条对应按钮的功能一样，都是对选择对象进行相应的操作。只是对象可以在SimControl窗口选择也可以在Navigator窗口中选择，互相影响。 ③ 、Hierarchy Path 显示当前模块的直接路径，其他路径不显示。可选择其间的模块点击右键弹出菜单进行操作。 ④、Scope Tree 对被选中的模块用树的形式表示出来。在图4-2-4中Options-Scope Tree…菜单项中有关于对象显示的的性质，有Filters、Formatting、Layout三栏，各有一些选项供选择。影响当前Scope Tree显示的内容。 ⑤、Objects List 显示当前调试模块里的信号和当前数值。在在图4-2-4中Options-Objects List…菜单选项有Filters、Formatting两栏，会影响Objects List中的显示内容。在Selcet子菜单中的选项(如图4-2-4)能选取某一类别的信号，如都是Wires型，或是Registers型。 第 44 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 四．Singal Flow Browser窗口 该窗口跟踪可疑信号的值，进入有三个方法 (1) 按下图4-2-2中j字母所代表的按钮 (2)SimControl 窗口Tools- Singal Flow Browser菜单项 (3) 图4-2-6 Navigator中的工具条中字母c的第二个按钮打开窗口。 (4) Wactch Objects Window中按下图4-2-2 中j字母所代表的按钮的一样的按钮界面如下图。(没选信号时) 图4－2－7 Singal Flow Browser窗口界面 Menu Driver Frame Tool Bar Trace field ①、Menu 对对象的操作命令。可查看信号或输入的细节，显示信号的驱动，可用四种进制显示信号的数值见下图。后面会阐述菜单项的功能。 图4－2－8 Singal Flow Browser窗口菜单 ②、Tool Bar 中的按钮和前面出现的相同的按钮的功能一样这里就不重复了。 ③、Trace field显示图2 SimControl 窗口Source Browser或者图4、Navigator 窗口中Objects List所选的信号。也可在Trace field输入信号名。 ④、Driver Frame 第 45 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 显示被选的信号和数值，以及所有影响该信号的信号及它们的数值。 假设某个时候的Driver和Value 如下图。 图4-2-9 Driver 信号举例 如果在上图中选中Driver信号选图4-2-9中 View-Driver info…的菜单项，将弹出 Driver Details窗口显示信号的详细信息。如下图。 图4－2－10 Driver 信号Driver Details窗口 当选中图4-2-9中的Driver 信号，选图4-2-8中Trace-show inputs菜单项，或者双击信号，将得到影响Driver 信号的有关信号的信息。如下图。 图4－2－11、Driver 信号的inputs信息图 再次双击Driver 信号，会隐去这些信息。 第 46 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 五．Watch Objects 窗口 显示所选信号及其数值，当模拟中断时，更新数值。进入有三个方法 (1) 按下图4-2-2中k字母所代表的按钮 (2) SimControl 窗口Tools- Watch Objects菜单项 (3) Navigator中的工具条中字母c的第一个按钮打开窗口。 (4) Singal Flow Browser 窗口中按下和图4-4-2中k字母所代表的按钮的一样的按钮界面如下图。(没选 信号时) 图4－2－12、Watch Objects 窗口 你可以在打开Watch Objects窗口前选择观察信号，如在Source Browser 中点选择信号，或在SimControl窗口中(图2)的Select菜单下的菜单项选择，或在图4中Navigator窗口的⑤Objects List中选择。也可以在打开Watch Objects窗口后再选择信号，如前选择好信号，然后点击图4－2－12中工具条上的加号图标，把选好信号加到窗口中。窗口的菜单如下图：菜单项的含义都比较明了，就不多说了。提一下Options-Heighlight Activity项使最新变化的信号项用高亮条表示，Options-Continous Update 项使信号随时变化，即使按图3、中的a、Run Simulation按钮也会显示最后的结果，否则不显示最后结果。 第 47 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 图4－2－13、Watch Objects 窗口的菜单 ⑥、SimWave 窗口 显示选择信号的波形和数值。 图4－2－14、SimWave 窗口界面 § 4－3 一个示例 这里举一个实际工作中编的例子，演示前面所讲的内容，但不一定面面俱到。 程序的清单见附录。(alu.v) ①、在命令行中敲textedit alu.v↙ 用textedit 编好程序的文本。 ②、在命令行中敲verilog –c alu.v↙ 编译通过程序. ③、在命令行中敲verilog –s alu.v +gui&↙ 进入交互式图形界面 SimControl 窗口。(见图2)在Scope中选择test.talu ④、在SimControl 窗口中的选中Select-Ports项，选择端口。 ⑤、按下图3、SimControl窗口中的工具条中的k键，打开Watch Objects 窗口， 并如图13选中Options-Continuous ,Highlight Activity两项。 ⑥、按下图3、SimControl窗口中的工具条中的m键,打开 SimWave 窗口。 ⑦、按下图3、SimControl窗口中的工具条中的a键, 第 48 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 图4－3－1、Watch Objects 窗口 图4－3－2、SimWave 窗口波形 附：alu.v源程序： module alu(sum,c_out,a,b,c_in,m); output [3:0]sum; output c_out; input [3:0]a,b; 第 49 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 input c_in,m; wire c4,cn,cout1; wire [3:0]sum1,a2; assign a2[0]=(b[0]&~m)|(~b[0]&m); assign a2[1]=b[1]; assign a2[2]=(b[2]&~m)|(((~b[2]&b[1])|(b[2]&~b[1]))&m); assign a2[3]=(b[3]&~m)|(~b[3]&~b[2]&~b[1]&m); assign {c4,sum1}=a+a2+c_in; assign cn=c4|(sum1[3]&sum1[2])|(sum1[3]&sum1[1]); assign {cout1,sum}=sum1+{1'b0,cn,cn,1'b0}+1'b0; assign c_out=cn; endmodule module test; reg [3:0]ta,tb; reg tc,tm; wire [3:0]tsum; wire tcout; alu talu(tsum,tcout,ta,tb,tc,tm); initial $monitor($time,\"c_out=%d,sum %d=%d+%d+%d,m=%d\c,tm); initial begin ta=4'b1001; tb=4'b1000; tc=1'b0; tm=1'b0; #10 ta=4'b1001; tb=4'b1001; tc=1'b1; #10 ta=4'b0111; tb=4'b0010; tc=1'b0; #10 tm=1'b1; ta=4'b0111; tb=4'b0010; tc=1'b1; #10 ta=4'b0111; tb=4'b0100; tc=1'b1; #10 ta=4'b0101; tb=4'b0010; tc=1'b1; #10 $finish; 第 50 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 end endmodule 下图17、18是程序对应的电路图。 图17 BCD码加法器 图18 ALU原理图 几个打开相关帮助的命令,在命令行中敲入： openbook vlogtut&↙ (Verilog-XL Tutorial) openbook vlogref&↙ (Verilog-XL Reference) openbook vloguser&↙ (simwave user guide) openbook simwaveuser&↙ (open the Verilog-XL guide) 校内网站（ftp：10.12.41.35）有PC机版Verilog仿真工具如Modelshim,Active HDL4.2版，Xilinx的FPGA等等，还有Cadence 的一些资料（如Verilog-XL Reference、user_guide等等）。 第 51 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 第五章 MEDICI 的使用简介 § 5－1 MEDICI 的使用 1 登陆 请使用自己的帐号登陆到10.13.72.33。 进入系统后,请进入目录/export/home/avant/bin 如果用户是从PC机上登录的，应确保在登录前已经运行了EXCEED（该程序可以使工作站上的图形输出在PC机上可见），在登陆后应接着运行命令（这个命令使得程序结果输出在指定的PC机上）： setenv DISPLAY 本机IP：0.0 2 运行MEDICI 步骤如下：将所有的语句写在一个文本文件中，在运行命令medici后系统将提示是否输入文件名，此时可以将文件名输入。或者直接将文件名作为参数和medici命令一起运行如下： medici /export/home/avant/public/study.txt <回车> § 5－2 关于MEDICI 的概述 关于MEDICI语法的详细描述请参阅使用手册（Manule.pdf），在该手册中有几种不同 类型结构的例子（如MOS和NPN），请结合例子来准确理解语句的用途。 一．MEDICI 的功能简介 Medici 是先驱（AVANT！）公司的一个用来进行二维器件模拟的软件，它对势能 场和载流子的二维分布建模，通过解泊松方程和电子、空穴的电流连续性等方程来获取特定偏置下的电学特性。用该软件可以对双极型、MOS型等半导体器件进行模拟，这个程序通过解二极管和双极型三极管以及和双载流子有关的电流效应（诸如闩锁效应）的电流连续性方程和泊松方程来分析器件。Medici 也能分析单载流子起主要作用的器件，例如：MOSFET，JFET，MESFET。另外，MEDICI 还可以被用来分析器件在瞬态情况下的变化。在亚微米器件模拟中，MEDICI 通过联解电子和空穴的能量平衡和其他的器件方程，可以对深亚微米的器件进行模拟。像热载流子和速度过冲等效应在MEDICI 中都已经考虑了，并能够对他们的影响进行分析。 二．MEDICI 的一些特性 网格（GRID） 在MEDICI 使用了非均匀的三角形网格，可以处理具有平面和非平面表面的特殊器件，并且能够根据电势或杂质分布的情况自动进行优化。电极可以被放在器件结构中的任何地方。 杂质分布的读入 杂质的分布可以通过MEDICI 的函数从AVANT！的其他工艺建模软件如：TMA SUPREM3和SUPREM4或者是包含杂质分布的文本文件中获得，也可以在文本文件中描述。 第 52 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 物理模型 为了使模拟的结果精确，下列模型都可以被考虑进来：载流子的复合，PHOTOGENERRATION，碰撞离化效应，禁带变窄效应，BAND-BAND TUNNELING，迁移率的变化，载流子寿命，载流子的Boltzman 和 Fermi-Dirac 统计分布，部分离化效应。 其他特性 1． Attach lumped resistive，capacitive，and inductive elements to contacts 2． 可以描述分布式接触电阻 3． 可以在模拟中描述电压和电流的边界条件 4． I-V曲线自动跟踪 5． 为了计算和频率相关的电容，电导，admittance和s参数，可以在任何虚拟的 频率下进行交流小信号分析 图形的输出 1． One-dimensional plots of terminal data 可以用来显示直流特性，例如，所加的电压，接触端的电压，终端电流，时间（瞬态特性），还能够用来显示交流量，如电容，电导，admittance，频率，以及用户定义的一些变量。 2． 可以显示沿着器件结构中特定路径上的某一参量的一维分布 包括：势能，载流子的准费米势能，电场，载流子浓度，杂质浓度，复合和产生率，以及电流密度。 3． 网格，边界，电极，和结的位置，耗尽区边界的二维结构图 4． 量的二维图形分布，例如：势能，载流子的准费米势能，电场，载流子浓度， 杂质浓度，复合和产生率，电流密度，电流分布。 5． 电流密度核电场的二维向量分布 6． Three-dimensional projuction plots of quantities，例如：势能，载流子的准费米 势能，电场，载流子浓度，杂质浓度，复合和产生率，电流密度， 三．MEDICI 的语法概览 语句简介 器件结构定义语句包括: MESH, X.MESH, Y.MESH, ELIMINATE, SPREAD, BOUNDRY, TSUPREM4,REGION， ELECTRODE, PROFILE。这些语句定义了器件的结构和模拟用的网格. MESH:初始化网表的生成 X.MESH:描述X方向上的网格线的位置 Y.MESH:描述Y方向上的网格线的位置 ELIMINATE:沿着网格线缩减节点 SPREAD:沿着水平网格线调整节点的垂直位置 BOUNDRY:调整模拟的网表以适应边界的界面 第 53 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 REGRID可以用来用来对这种网格进一步优化. 材料物理性能描述 REGION:描述材料在结构中的区域 INTERFACE 语句可以被用来说明界面层电荷,陷阱,和复合速率. CONTACT被用来说明电极边上的特殊边界条件. MATERIAL可以用来改变结构的材料特性. 器件求解的物理模型 MOBILITY描述和各种各样的迁移率模型相关的参数. MODELS用来描述模拟过程中的物理模型. SYBOLIC可用来选择模拟时用的求解方法. METHOD用来对特定的求解方法选择特殊的技巧. SOLVE用来选择偏置条件和分析类型.,这个语句可以被用于稳态,瞬态和交流小信号. 图形化结果的输出 PLOT.3D被用来初始化三维图显示平台，它的配套语3D.SURFACE,TITLECOMMENT等. PLOT.2D用来初始化二维图形显示平台.它的配套语句可以有CONTOUR,VERCTOR,E.LINE,LABEL,TITLE,COMMENT等. PLOT.1D用来初始化一维图形显示平台,它的配套语句有E.LINE,LABEL,TITIE,COMMEN，CONTOUR等. 网表描述的步骤 通常,网表的描述有以下步骤: 1. 定义一系列有间隔的X和Y方向的网格线构成的一个简单的矩形 2. 将网格线适当扭曲以适应非平面的图形或者与杂质的分布相匹配(平面性很差的结 构很难处理好)，这一步的目的是为了将网格进行优化。 3. 将多余的节点从网格中去除掉。 4．描述材料区域和电极 语句格式: MEDICI 的输入语句具有自由的格式,并具有下列的一些特性. a) 每一个语句都由语句名称开始,后面再跟一些参数名和值. b) 每一个语句都可以占用一行以上的地方,行与行之间用连接符号(“+”)连接. c) 每一行最多由80个字符构成 参数类型: 参数是指接在每一个语句名称后，用来定量的实现该语句的功能的符号。 a) logical:如果该参数出现,则表示为true b) numerical c) array d) character 第 54 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 输入: 1. 最多1000个语句 2. 最多2000行 3. 最多60000个字符 § 5－3 教学实例1 这里以一个NMOS为例作了一些分析.关于这个例子的描述文件放在 /export/home/avant/public/study.txt中，可以通过FTP将这个文件下载（这是一个文本文件），假如想在这个文件的基础上做进一步的修改的话，修改后必须将文件上载到原来的目录下，然后按照前面所说的方法运行该文件。另外使用手册也放在这个目录下，有兴趣的话可以自己下载了去看（用Acrobat打开）。 请各位需要注意的是，在使用之前请每人自己作一个备份，并使用另外的名字，以免因为使用同一个文件名致使程序运行到半中间时产生冲突而中断。 例子如下; TITLE TMA MEDICI Example 1 - 1.5 Micron N-Channel MOSFET 给本例子取的标题，对实际的模拟无用 COMMENT Specify a rectangular mesh COMMENT语句表示该行是注释 MESH SMOOTH=1 创建器件结构的第一步是定义一个初始的网表(见图1),在这一步中网表不需要定义得足够精确,只需要能够说明器件的不同区域,在后面我们会对该网表进行优化.网表的生成是由一个MESH语句开始的,MESH语句中还可以对smoothing进行设置(好的smoothing可以把SPREAD语句产生的钝角三角形带来的不利影响减小). COMMENT WIDTH is the whole width,H1 is the width of a grid X.MESH WIDTH=3.0 H1=0.125 X.MESH和Y.MESH语句描述了初始网表是怎样生成的,X.MESH用来描述横向的区域.在此例子中,X.MESH语句中的H1=0.125说明在横向区域0—WIDTH之间网格线水平间隔为0.125微米(均匀分布). COMMENT location of line NO. 1 is -0.025u, No.3 is 0.0u Y.MESH N=1 L=-0.025 Y.MESH用来描述纵向的区域,在这参数N指第一条水平网格线,L指位于－0.025微米处 Y.MESH N=3 L=0. 第三条水平线位于0微米处 在这个例子中头三条水平线用来定义厚度为0.025微米的二氧化硅(栅氧). COMMENT 0u-1.0u H1=0.125 1u-2u H1=0.250 Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.125 这条语句添加了一个1微米深(DEPTH)的,垂直向网格线均匀间隔0.125微米(H1)的区域 Y.MESH DEPTH=1.0 H1=0.250 第 55 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 添加了一个1微米深的,垂直向网格线均匀间隔0.250微米的区域 COMMENT Eliminate some unnecessary substrate nodes ELIMIN COLUMNS Y.MIN=1.1 该语句将1.1微米(Y.MIN)以下的网格线隔列(COLUMNS)删除,以减小节点数 COMMENT distort source/drain oxide thickness using SPREAD COMMENT ENC means the abruptness of two reagion, the number more litter,more sharp SPREAD LEFT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2 SPREAD语句用来对网格线进行扭曲,以便更好的描述器件的边界.这个SPREAD语句将前三条网格线在左边(0-WIDTH之内)的间隔从0.025(栅区氧化层)过渡到0.1微米(源区氧化层).其中UP指要定义的区域的上边界(此处为第一条网格线),LO指要定义的区域的下边界(此处为第三条网格线),THICK定义了这个区域的厚度. SPREAD RIGHT WIDTH=.625 UP=1 LO=3 THICK=.1 ENC=2 这个SPREAD语句将前三条网格线的在右边的间隔从0.025(栅区氧化层)过渡到0.1微米 (漏区氧化层). 参数ENC决定了从厚的区域过渡到薄的区域的变化特性.值越大过渡区越平缓,可以自己修改这个参数,看看过渡区有什么变化（ENC=2表明只在两格完成过渡） WIDTH在这里以过渡区域的中点为准。 COMMENT Use SPREAD again to prevent substrate grid distortion COMMENT line NO.4 move to Y.Lo, >line No.4 will be not affected SPREAD LEFT WIDTH=100 UP=3 LO=4 Y.LO=0.125 这个SPREAD语句将第四条网格线固定在0.125微米处（Y.LO=0.125）,可以使前两条SPREAD语句产生的网格扭曲不影响到0.125微米以下的网格 在这儿WIDTH参数取了一个特别大的值,可以把过渡性的区域放在器件的外面. COMMENT Specify oxide and silicon regions COMMENT no more description means all reagion REGION SILICON REGION是用来定义区域的材料性质,如果不特别说明区域的范围的话,则表示对整个结构进行定义,在这里定义整个区域为硅 REGION OXIDE IY.MAX=3 定义第三条网格线以上的区域为二氧化硅 COMMENT Electrode definition ELECTR NAME=Gate X.MIN=0.625 X.MAX=2.375 TOP ELECTR是用来定义电极位置的,在这里将栅极放在栅极二氧化硅的表面 ELECTR NAME=Substrate BOTTOM 将衬底接触电极放在器件的底部 ELECTR NAME=Source X.MAX=0.5 IY.MAX=3 将源区的接触电极放在器件的左边 ELECTR NAME=Drain X.MIN=2.5 IY.MAX=3 将漏区的接触电极放在器件的右边 第 56 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 COMMENT Specify impurity profiles and fixed charge PROFILE P-TYPE N.PEAK=3E15 UNIFORM PROFILE语句是用来定义掺杂情况的,P-TYPE表示是P型掺杂,N.PEAK描述峰值浓度. 这个语句定义整个衬底的浓度为均匀掺杂(UNIFORM),浓度为P型(P-TYPE)3E15(N.PEAK). PROFILE P-TYPE N.PEAK=2E16 Y.CHAR=.25 这个语句定义沟道阈值调整的掺杂为P型,浓度为2E16，掺杂的特征长度(Y.CHAR)为0.25微米 PROFILE N-TYPE N.PEAK=2E20 Y.JUNC=.34 X.MIN=0.0 WIDTH=.5 XY.RAT=.75 PROFILE N-TYPE N.PEAK=2E20 Y.JUNC=.34 X.MIN=2.5 WIDTH=.5 XY.RAT=.75 以上两句定义了源(0-0.5微米处)和漏（2.5-3微米处）的掺杂区,他们的结深(Y.JUNC)为0.34微米,横向扩散率为0.75(XY.RAT),为N型(N-TYPE),浓度为2E20(N.PEAK). INTERFAC QF=1E10 INTERFAC语句是用来定义界面态的,这个语句说明在整个二氧化硅的表面有浓度一致的固定态,浓度为1E10(QF). COMMENT GRID means show/hide grid + FILL means reagions is color filled or not + SCALE means the plot is reduced from the specified size in x or y directions PLOT.2D GRID TITLE=\"Example 1 - Initial Grid\" FILL SCALE PLOT.2D是用来显示二维图形的语句,参数GRID表示在图中显示网表，FILL表示不同的区域用颜色填充，使用参数SCALE后,可以使显示图形的大小合适.这个语句本身并不能显示器件的什么特性,只是给器件特性的显示提供一个平台,结合了其他的语句后才能显示所想要的图形,这一点在下面会给出示范.在这里的几个参数都是可有可无的,不妨把他们去掉,看看有什么不同,以加深理解. 该语句所得的图形如下: 第 57 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 到目前为止,器件的结构已经定义了,下面将对该网格进行调整以适应模拟的需要. COMMENT Regrid on doping REGRID DOPING IGNORE=OXIDE RATIO=2 SMOOTH=1 REGRID语句是用来对网格按要求进行优化的语句. 当节点的掺杂特性超出了RATIO的要求时,该三角形网格将被分割成四个适合的小三角形,但二氧化硅区域不被包含在内(由IGNORE说明).SMOOTH用来平滑网格的,以减小钝角三角形带来的不利影响,SMOOTH=1表示平滑湖化时,各个区域的边界不变,SMOOTH=2表示仅仅不同材料的边界保持不变.参数DOPING说明优化网格的标准是基于杂质分布的,杂质分布变化快的区域自动进行调整. PLOT.2D GRID TITLE=\"Example 1 - Doping Regrid\" FILL SCALE 该语句生成的图形如下,大家可以仔细比较一下和上图的区别(在网格上有什么不同,尤其是在PN结的边缘.这儿浓度的变化最快). 第 58 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 COMMENT Specify contact parameters CONTACT NAME=Gate N.POLY CONTACT语句是用来定义电极相关的一些物理参数，在这儿栅极(NAME)的材料被定义为N型的多晶硅(N.POLY). COMMENT Specify physical models to use MODELS CONMOB FLDMOB SRFMOB2 MODELS用来描述在模拟中用到的各种物理模型,模拟时的温度也可以在这里设定(由参数TEMP设定).除非又使用了该语句,否则该语句定义的模型一直有效. 参数CONMOB表示使用迁移率与杂质分布有关的模型, 参数FLDMOB表示使用迁移率与电场分布有关的模型.参数SRFMOB2表示表面迁移率降低效应将被考虑. COMMENT Symbolic factorization, solve, regrid on potential SYMB CARRIERS=0 The SYMBOLIC statements performs a symbolic factorization in preparation for the LU decompositions in the solution phase of the program. 在这儿只选用了Poisson来解方程,因为在这只需要势能,所以载流子类型为零. COMMENT METHOD ICCG DAMPED METHOD语句设置了一个和SYMB语句相关的特定的求解的算法 第 59 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 在大多数的情况下,只需要这两个参数就能够得到最有效的零类型载流子模拟. SOLVE 该语句用来获得解,在这里初始条件设置为0 REGRID POTEN IGNORE=OXIDE RATIO=.2 MAX=1 SMOOTH=1 该语句可以在势能变化快的地方将网格进一步优化, PLOT.2D GRID TITLE=\"Example 1 - Potential Regrid\" FILL SCALE 该语句显示的图形如下： COMMENT Impurity profile plots PLOT.1D DOPING X.START=.25 X.END=.25 Y.START=0 Y.END=2 + Y.LOG POINTS BOT=1E15 TOP=1E21 COLOR=2 + TITLE=\"Example 1 - Source Impurity Profile\" PLOT.1D语句是用来显示参数的一维变化的.在这里参数DOPING说明显示的是杂质的分布情况,X.START,X.END,Y.START,Y.END用来定义想要考察的路径（起始坐标是（X.START,Y.START）,终点坐标是（X.END,Y.END））. Y.LOG表示纵坐标使用对数坐标,最大值为TOP,最小值为BOT. 参数COLOR用来描述该曲线选用的颜色，不妨改变该参数，看看颜色发生了什么变化。 这条语句用来显示从（0.25,0）到（0.25,2）上的一维杂质分布,具体结果见图： 第 60 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 PLOT.1D DOPING X.START=1.5 X.END=1.5 Y.START=0 Y.END=2 + Y.LOG POINTS BOT=1E15 TOP=1E17 COLOR=2 + TITLE=\"Example 1 - Gate Impurity Profile\" 这条语句用来显示从（1.5,0）到（1.5,2）上的一维杂质分布，具体结果见图： 第 61 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 PLOT.2D BOUND REGION TITLE=\"Example 1 - Impurity Contours\" FILL SCALE CONTOUR DOPING LOG MIN=16 MAX=20 DEL=.5 COLOR=2 CONTOUR DOPING LOG MIN=-16 MAX=-15 DEL=.5 COLOR=1 LINE=2 在这里PLOT.2D语句搭建了一个显示的平台，两个CONTOUR语句则在这个平台上描绘了所需参数的特性，CONTOUR语句是用来在最近的一个PLOT.2D语句上绘制各种物理参量的二维特性的，在这里它们都是用来绘制杂质的二维分布（由参数DOPING说明），不妨把其中一个语句去掉，看看该语句产生的曲线是那些。 MIN和MAX则指定了参数的显示范围，DEL表示所显示的相邻曲线之间的在参数值上的间隔，负数表示是P型掺杂，正数表示是N型掺杂。 COLOR表示线条的颜色，LINE表示线条的类型，不妨把这两个参数改变一下，看看对应的是那一个曲线。 LOG表示MIN，MAX和DEL都采用对数表示。 上面三条语句产生的图形如下： COMMENT Solve using the refined grid, save solution for later use SYMB CARRIERS=0 SOLVE 为了给下面的模拟提供一个起始条件，在这获得了一个零偏置解 COMMENT Do a Poisson solve only to bias the gate SYMB CARRIERS=0 第 62 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 METHOD ICCG DAMPED SOLVE V(Gate)=1.0 在使用SOLVE语句获得下一个解之前，SYMB语句必须再使用一次。因为网表的节点数在上一次求解的时候已经改变。因为器件在零偏置的时候，电流很小，所以使用零载流子模型就足够了。 COMMENT Use Newton's method and solve for electrons SYMB NEWTON CARRIERS=1 ELECTRON 下面将要求解漏极电压和漏极电流的关系，因为是NMOS器件，所以设置载流子类型为电子 COMMENT Ramp the drain SOLVE V(Drain)=0.0 ELEC=Drain VSTEP=.2 NSTEP=15 漏极上加上步长为VSTEP，扫描次数为NSTEP的扫描电压，然后进行模拟。 COMMENT Plot Ids vs. Vds PLOT.1D Y.AXIS=I(Drain) X.AXIS=V(Drain) POINTS COLOR=2 + TITLE=\"Example 1D - Drain Characteristics\" 该语句显示漏极电压（横坐标）和漏极电流（纵坐标）的关系，结果下图： LABEL LABEL=\"Vgs = 3.0v\" X=2.4 Y=0.1E-4 LABEL语句用来在图上适当位置添加标志. 第 63 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 COMMENT Potential contour plot using most recent solution PLOT.2D BOUND JUNC DEPL FILL SCALE + TITLE=\"Example 1D - Potential Contours\" E.LINE X.START=2.3 Y.START=0.02 S.DELTA=-0.3 N.LINES=8 + LINE.TYPE=3 COLOR=1 E．LINE是用来画电力线的,这条语句必须和PLOT.1D或者是PLOT.2D相结合使用.在这里要求最多画N.LINES条电力线,从(X.START,Y.START)开始画，S .DELTA定义了电力线起点之间的距离,正数表示在上一个条电力线的右边，负数表示在左边。. CONTOUR POTENTIA MIN=-1 MAX=4 DEL=.25 COLOR=6 这一条语句是用来绘制势能分布的（由参数POTENTIA决定），绘制的势能曲线从-1伏（MIN）开始，到4伏（MAX），每一条曲线之间电势差为0.25伏（DEL）,共有(MAX-MIN)/DEL条势能曲线。 LABEL LABEL=\"Vgs = 3.0v\" X=0.2 Y=1.6 LABEL LABEL=\"Vds = 3.0v\" 这两条语句在图中加了两个标志，使图形更具有可读性。上面几句绘制的势能曲线如下： SOLVE V(Drain)=0 TSTEP=1E-18 TSTOP=1E-10 下面将要显示当漏极电压突然从5伏（上面一个SOLVE语句已经得到了）突然降到0伏（在这一个SOLVE语句中由V(Drain)得到）时的漏极电流瞬态曲线,因为瞬态响应的模拟不同于直流模拟,因而必须重新求解,在这里,设定求解时迭代的步长为TSTEP,模拟结束时间为TSTOP. PLOT.1D X.AXIS=TIME Y.AXIS=I(Drain) Y.LOG X.LOG POINTS 这个语句设定纵坐标为漏极电流,横坐标为时间,两个坐标都使用对数坐标。 第 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 § 5－4 教学实例2 下面是一个npn双集型三极管的描述实例： 1... TITLE TMA MEDICI Example 2P - NPN Transistor Simulation 2... COMMENT Simulation with Modified Emitter Region 3... COMMENT Initial mesh specification 4... MESH;创建一个原始网格 5... X.MESH WIDTH=6.0 H1=0.250；网格横向宽为6u，间距为0.25u 6... Y.MESH Y.MIN=-0.25 Y.MAX=0.0 N.SPACES=2；在纵向－0.25和0之间创建两（N.SPACES）行网格 7... Y.MESH DEPTH=0.5 H1=0.125；纵向添加深度为0.5u的网格，纵向间距为0.125u 8... Y.MESH DEPTH=1.5 H1=0.125 H2=0.4；纵向再添加深度为1.5u的网格，其纵向间距从0.125u变化到0.4u 9... COMMENT Region definition 10... REGION NAME=Silicon SILICON；定义整个区域性质为silicon 11... REGION NAME=Oxide OXIDE Y.MAX=0；定义从－0.25到0的区域都为二氧化硅 12... REGION NAME=Poly POLYSILI Y.MAX=0 X.MIN=2.75 X.MAX=4.25；再次定义二氧化硅层的中间部分区域为poly 13... COMMENT Electrodes 14... ELECTR NAME=Base X.MIN=1.25 X.MAX=2.00 Y.MAX=0.0；基区电极位置定义 15... ELECTR NAME=Emitter X.MIN=2.75 X.MAX=4.25 TOP；发射区电极位置定义（在整个器件顶部,TOP） 16... ELECTR NAME=Collector BOTTOM；集电区电极位置定义（在器件的最底部BOTTOM） 第 65 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 17... COMMENT Specify impurity profiles 18... PROFILE N-TYPE N.PEAK=5e15 UNIFORM OUT.FILE=MDEX2DS；定义衬底为n型均匀搀杂，浓度为5e15，并将所有定义的搀杂特性记录在文件MDEX2DS中，在下次网格优化时方便调用 19... PROFILE P-TYPE N.PEAK=6e17 Y.MIN=0.35 Y.CHAR=0.16 ... + X.MIN=1.25 WIDTH=3.5 XY.RAT=0.75；定义基区为p型搀杂，浓度为6e17，搀杂特征长度（Y.CHAR）为0.16，横向扩散率为0.75 20... PROFILE P-TYPE N.PEAK=4e18 Y.MIN=0.0 Y.CHAR=0.16 ... + X.MIN=1.25 WIDTH=3.5 XY.RAT=0.75;仍旧是定义基区的搀杂特性（和发射区邻接部分浓度较高） 21... PROFILE N-TYPE N.PEAK=7e19 Y.MIN=-0.25 DEPTH=0.25 Y.CHAR=0.17 ... + X.MIN=2.75 WIDTH=1.5 XY.RAT=0.75；定义n型发射区的搀杂特性 22... PROFILE N-TYPE N.PEAK=1e19 Y.MIN=2.0 Y.CHAR=0.27；定义n型集电区的搀杂特性 23... COMMENT Regrids on doping 24... REGRID DOPING LOG RATIO=3 SMOOTH=1 IN.FILE=MDEX2DS；读入文件MDEX2DS,对网格进行优化处理，当网格上某节点的搀杂变化率超过3时，对这个网格进行更进一步的划分（分为四个全等的小三角形） 25... REGRID DOPING LOG RATIO=3 SMOOTH=1 IN.FILE=MDEX2DS；再次进行同样的优化处理，将网格更加的细化 26... COMMENT Extra regrid in emitter-base junction region only. 27... REGRID DOPING LOG RATIO=3 SMOOTH=1 IN.FILE=MDEX2DS ... + X.MIN=2.25 X.MAX=4.75 Y.MAX=0.50 OUT.FILE=MDEX2MP；对发射区与基区交界部分的网格进行专门的优化处理。最后将整个完整定义的网格保存在文件MDEX2MP中 28... PLOT.2D GRID SCALE FILL ... + TITLE=”Example 2P - Modified Simulation Mesh”；完成的网格如下图 29... COMMENT Modify properties of polysilicon-emitter region 30... MOBILITY POLYSILI CONC=7E19 HOLE=2.3 FIRST LAST；在多晶硅的搀杂浓度为7e19时，空穴的迁移率为2.3（依赖多晶硅的搀杂浓度而变化），不过FIRST和LAST这两个参数的引入表明无论搀杂浓度为多少，空穴的迁移率保持不变 31... MATERIAL POLYSILI TAUP0=8E-8；多晶硅中空穴的寿命保持为8e－8 32... MODEL CONMOB CONSRH AUGER BGN；定义在模拟中用到的各种物理模型，CONMOB表示使用迁移率与杂质分布有关的模型； AUGER表示使用与俄歇复合有关的模型；BGN表示使用与禁带宽度变窄效应 第 66 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 有关的模型。 33... COMMENT Initial solution 34... SYMB CARRIERS=0；在SYMB语句中如果设置CARRIERS＝0，表示只选用POISSON方程来建模。称之为零载流子模型 35... METHOD ICCG DAMPED；一般使用上述两个参数来解决零载流子模型 36... SOLVE V(Collector)=3.0；在Vc＝3v时求探索解 37... SYMB NEWTON CARRIERS=2；在使用了零载流子模型作初步估计后，我们使用更精确的模型：NEWTON来作进一步求解 38... SOLVE；仍旧在Vc＝3v时求解（使用NEWTON模型） 39... COMMENT Setup log files, forward bias base-emitter junction, and ... + calculate the admittance matrix（导纳矩阵） at 1.0 MHz 40... LOG OUT.FILE=MDEX2PI；将上面模拟的数据保存在LOG文件MDEX2PI中,后面要用到 41... SOLVE V(Base)=0.2 ELEC=Base VSTEP=0.1 NSTEP=4 ... + AC.ANAL FREQ=1E6 TERM=Base；在频率为1e6HZ，Vb＝0.2v－0.6v（步长为0.1V）的情况下，进行交流小信号的模拟 42... SOLVE V(Base)=0.7 ELEC=Base VSTEP=0.1 NSTEP=2 ... + AC.ANAL FREQ=1E6 TERM=Base OUT.FILE=MDEX2P7；同样是在频率为1e6HZ，Vb＝0.7－0.9（步长为0.1V）的情况下，进行交流小信号的模拟，并将结果(Vb＝0.7v)保存在文件MDEX2P7中,Vb=0.8v的结果保存在文件MDEX2P8中，Vb=0.9v的结果保存在文件MDEX2P9中 1... TITLE TMA MEDICI Example 2PP - NPN Transistor Simulation 2... COMMENT Post-Processing of MDEX2P Results 3... COMMENT Plot Ic and Ib vs. Vbe 4... PLOT.1D IN.FILE=MDEX2PI Y.AXIS=I(Collector) X.AXIS=V(Base) ... + LINE=1 COLOR=2 TITLE=”Example 2PP - Ic & Ib vs. Vbe”... + BOT=1E-14 TOP=1E-3 Y.LOG POINTS；读取LOG文件，绘制集电极电流和基极电压的关系曲线，其中纵坐标为对数坐标（LOG文件一般与PLOT.1D联合使用）。 5... PLOT.1D IN.FILE=MDEX2PI Y.AXIS=I(Base) X.AXIS=V(Base) ... + Y.LOG POINTS LINE=2 COLOR=3 UNCHANGE；绘制基极电流和电压的曲线图，UNCHANGE表明仍旧绘制在上面一条曲线所在的坐标系中。 6... LABEL LABEL=”Ic” X=.525 Y=1E-8 7... LABEL LABEL=”Ib” X=.550 Y=2E-10 8... LABEL LABEL=”Vce = 3.0v” X=.75 Y=1E-13；上述三句在上面绘制的曲线图上添加标签 9... COMMENT Plot the current gain (Beta) vs. collector current 10... EXTRACT NAME=Beta EXPRESS=@I(Collector)/@I(Base)；使用EXTRACT语句，列出Beta（增益）的表达式 11... PLOT.1D IN.FILE=MDEX2PI X.AXIS=I(Collector) Y.AXIS=Beta ... + TITLE=”Example 2PP - Beta vs. Collector Current” ... + BOTTOM=0.0 TOP=25 LEFT=1E-14 RIGHT=1E-3 ... + X.LOG POINTS COLOR=2；绘制集电极电流与增益的关系曲线 12... LABEL LABEL=”Vce = 3.0v” X=5E-14 Y=23；做标签 13... COMMENT Plot the cutoff frequency Ft=Gcb/(2*pi*Cbb) 14... EXTRACT NAME=Ft UNITS=Hz ... + EXPRESS=”@G(Collector,Base)/(6.28*@C(Base,Base))”；列出截止频率的表达式，单位是Hz 第 67 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 15... PLOT.1D IN.FILE=MDEX2FI X.AXIS=I(Collector) Y.AXIS=Ft ... + TITLE=”Example 2FP - Ft vs. Collector Current” ... + BOTTOM=1 TOP=1E10 LEFT=1E-14 RIGHT=1E-3 ... + X.LOG Y.LOG POINTS COLOR=2；绘制集电极电流与截止频率的关系曲线，横纵坐标均使用对数坐标 16... LABEL LABEL=”Vce = 3.0v” X=5E-14 Y=1E9；做标签 17... COMMENT Read in the simulation mesh and solution for Vbe=0.9v 18... MESH IN.FILE=MDEX2MS；由于要绘制二维图形，为了方便，重新载入前面描述的网格。 19... LOAD IN.FILE=MDEX2S9；载入模拟结果文件MDEX2S9(Vbe＝0.9v) 20... COMMENT Vector plot of total current for Vbe=0.9v 21... PLOT.2D BOUND JUNC SCALE FILL ... + TITLE=”Example 2FP - Total Current Vectors” 22... VECTOR J.TOTAL COLOR=2；绘制二维电流矢量图 23... LABEL LABEL=”Vbe = 0.9v” X=0.4 Y=1.55 24... LABEL LABEL=”Vce = 3.0v”；做标签 25... COMMENT Potential contour plot for Vbe=0.9v 26... PLOT.2D BOUND JUNC DEPL SCALE FILL ... + TITLE=”Example 2FP - Potential Contours” 27... CONTOUR POTEN MIN=-1 MAX=4 DEL=.25 COLOR=6；绘制等势能曲线（CONTOUR用来绘制等高线），POTEN指势能，MIN和MAX指定参数的显示范围，DEL表示所显示的相邻曲线在参数值上的间隔，负数表示是p型搀杂，正数表示是n型搀杂 28... LABEL LABEL=”Vbe = 0.9v” X=0.4 Y=1.55 29... LABEL LABEL=”Vce = 3.0v”；做标签 30... COMMENT Plot doping and carrier concentrations for Vbe=0.7v 31... LOAD IN.FILE=MDEX2S7；载入模拟结果文件MDEX2S7(Vbe＝0.7v) 32... PLOT.1D DOPING Y.LOG SYMBOL=1 COLOR=2 LINE=1 ... + BOT=1E10 TOP=1E20 ... + X.STA=3.5 X.END=3.5 Y.STA=0 Y.END=2 ... + TITLE=”Example 2FP - Carrier & Impurity Conc.”;绘制器件的杂质浓度特性曲线，使用第一种标志（SYMBOL=1,方块），起始点为（3.5,0）,终止点为（3.5,2） 33... PLOT.1D ELECTR Y.LOG SYMBOL=2 COLOR=3 LINE=2 UNCHANGE ... + X.STA=3.5 X.END=3.5 Y.STA=0 Y.END=2；仍旧在上面曲线的基础上绘制电子的浓度特性曲线 34... PLOT.1D HOLES Y.LOG SYMBOL=3 COLOR=4 LINE=3 UNCHANGE ... + X.STA=3.5 X.END=3.5 Y.STA=0 Y.END=2；绘制空穴的浓度特性曲线 35... LABEL LABEL=”Vbe = 0.7v” X=1.55 Y=4E12 36... LABEL LABEL=”Vce = 3.0v” 37... LABEL LABEL=”Doping” SYMBOL=1 COLOR=2 38... LABEL LABEL=”Electrons” SYMBOL=2 COLOR=3 39... LABEL LABEL=”Holes” SYMBOL=3 COLOR=4；添加标签 第 68 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 第 69 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 第 70 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 第 71 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 第六章 附录 § 6－1 前文非门规则文件的编写 附录1：DRC文件 drcExtractRules( nwell=geomOr(\"nwell\") nselect=geomOr(\"nselect\") pselect=geomOr(\"pselect\") poly=geomOr(\"poly\") active=geomOr(\"active\") contact=geomOr(\"contact\") metal1=geomOr(\"metal1\") metal2=geomOr(\"metal2\") via=geomOr(\"via\") ndiff=geomAnd( active nselect) pdiff=geomAnd( active pselect) ngate=geomAnd(ndiff poly) pgate=geomAnd( pdiff poly) ivIf(switch(\"drc?\") then ivIf(switch(\"checkTechFile\") then checkAllLayers() ) ;*/rules for nwell ivIf(switch(\"nwell\")||switch(\"all\") then drc(nwell width < 4.8 \"1.a:Minimum nwell width =4.8\") drc(nwell sep < 1.8 \"1.b:Minimum nwell to nwell spacing =1.8\") drc(nwell ndiff enc < 0.6 \"1.c:nwell enclosure ndiff =0.6\" ) drc(nwell pdiff enc < 1.8 \"1.d:nwell enclosure pdiff =1.8\") saveDerived(geomAndNot(pgate nwell) \"1.e:p mos device must in nwell\") ) ;*/rules for active ivIf(switch(\"active\")||switch(\"all\") then drc(active width < 1.2 \"2.a:Minimum active width =1.2\" ) drc(active sep < 1.2 \"2.b:Minimum active to active spacing =1.2\") ) ;*/rules for poly ivIf(switch(\"poly\")||switch(\"allInterconnect\")||switch(\"all\") then drc(poly width < 0.6 \"3.a:Minimum poly width<0.6\") drc(poly sep < 0.6 \"3.b:Poly to Poly spacing<0.6\") drc(poly active sep < 0.6 \"3.c:Field Poly to Active spacing <0.6\") ngatel=geomGetEdge(ngate coincident poly) ngatew=geomGetEdge(ngate inside poly) 第 72 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 pgatel=geomGetEdge(pgate coincident poly) pgatew=geomGetEdge(pgate inside poly) drc(poly ngatew enc < 0.6 opposite \"3.d:nPoly gate overlap onto field<.6\" ) drc(active ngatel enc < 0.6 opposite \"3.e:nSource/Drain enclosure of gate<.6\" ) drc(poly pgatew enc < 0.6 opposite \"3.d:pPoly gate overlap onto field<.6\" ) drc(active pgatel enc < 0.6 opposite \"3.e:pSource/Drain enclosure of gate<.6\" ) ) ;*/contact rules ivIf(switch(\"contact\")||switch(\"allInterconnect\")||switch(\"all\") then saveDerived(geomAndNot(contact geomOr(active poly)) \"contact not inside Active or poly\") saveDerived(geomAndNot(contact metal1) \"contact not covered by Metal1\") drc(contact width < 0.6 \"4.a:Contact width<0.6\" ) drc(contact sep < 0.9 \"4.b:Contact to Contact spacing <0.9\" ) drc(poly contact enc < 0.3 \"4.c:Contact inside Poly<0.3\" ) saveDerived(geomStraddle(contact poly) \"4.c:contact inside poly<0.3\") drc(metal1 contact enc < 0.3 \"4.d:Contact inside Metal1<0.3\" ) saveDerived(geomStraddle(contact metal1) \"4.d:contact inside metal1<0.3\") saveDerived(geomOutside(contact metal1) \"4.d:contact inside metal1<.3\") ) 第 73 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 ;*/metal1 rules ivIf(switch(\"metal1\")||switch(\"allInterconnect\")||switch(\"all\") then drc(metal1 width < 1.2 \"5.a:Metal1 width<1.2\" ) drc(metal1 sep < 0.9 \"5.b:Metal1 to Metal1 spacing <0.9\" ) ) ;*/metal2 rules ivIf(switch(\"metal2\")||switch(\"allInterconnect\")||switch(\"all\") then drc(metal2 width < 1.2 \"6.a:Metal2 width<1.2\" ) drc(metal2 sep < 1.2 \"6.b:Metal2 to Metal2 spacing<1.2\" ) drc(metal2 notch < 1.2 \"6.c:Metal2 to Metal2 spacing<1.2\" ) ) ;*/via rules ivIf(switch(\"via\")||switch(\"allInterconnect\")||switch(\"all\") then drc(via width < 0.6 \"7.a:Via width<0.6\" ) drc(via sep < 0.9 \"7.b:Via to Via spacing<0.9\" ) drc(via contact sep < 0.6 \"7.c:Via to Contact spacing <0.6\" ) drc(metal1 via enc < 0.3 \"7.d:Via inside Metal1<0.3\" ) drc(metal2 via enc < 0.3 \"7.e:Via inside Metal2<0.3\" ) saveDerived(geomAndNot(via metal1) \"Via not inside Metal1\") saveDerived(geomAndNot(via metal2) \"Via not inside Metal2\") saveDerived(geomOverlap(via contact) \"Via not allowed over contacts\") 第 74 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 saveDerived(geomOverlap(via poly) \"Via not allowed over Poly\") drc(via poly sep < 0.3 \"7.f:Via to Poly spacing <0.3\" ) ) ) ) 附录2：extract文件 ;/*EXTRACT RULES FOR NWELL CMOS drcExtractRules( ivIf( switch( \"extract?\" ) then ;define commonly used layers bkgnd=geomBkgnd() nwell=geomOr(\"nwell\") psub=geomAndNot(bkgnd nwell) active=geomOr(\"active\") nselect=geomOr(\"nselect\") pselect=geomOr(\"pselect\") poly=geomOr(\"poly\") contact=geomOr(\"contact\") metal1=geomOr(\"metal1\") metal2=geomOr(\"metal2\") via=geomOr(\"via\") ndiff=geomAnd(active nselect) pdiff=geomAnd(active pselect) ; nactive=geomAnd(ndiff psub) ;pactive=geomAnd(pdiff nwell) ;define recognition layers ngate=geomAnd(ndiff poly) pgate=geomAnd(pdiff poly) ;define terminal layers nsd=geomAndNot(ndiff poly) psd=geomAndNot(pdiff poly) ;define persudo layers ntap=geomAnd(nsd nwell) ptap=geomAnd(psd psub) geomConnect( via(via metal1 metal2 ) via(contact metal1 psd nsd poly ) via(ntap nwell nsd) via(ptap psub psd) 第 75 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 ) ;subPConn=geomStamp( psub ptap error) ; subNConn=geomStamp( nwell ntap error) extractDevice( pgate poly(\"G\") psd(\"S\" \"D\") \"pmos ivpcell\" ) extractDevice( ngate poly(\"G\") nsd(\"S\" \"D\") \"nmos ivpcell\") ;device measurement pgateWidth = measureParameter( length (pgate coincident poly ) 0.5) pgateLength = measureParameter( length (pgate inside poly ) 0.5) saveParameter( pgateWidth \"w\" ) saveParameter( pgateLength \"l\" ) ngateWidth = measureParameter( length ( ngate coincident poly ) 0.5 ) ngateLength = measureParameter( length (ngate inside poly ) 0.5 ) saveParameter( ngateWidth \"w\" ) saveParameter( ngateLength \"l\" ) ;saveInterconnect(contact poly metal1 metal2 via ) saveInterconnect( poly contact metal1 metal2 via) ;saveInterconnect((nsd \"nselect\") (psd \"pselect\") ) ;saveInterconnect((subNConn \"nwell\") (subPConn \"pselect\")) saveRecognition( ngate \"poly\") saveRecognition( pgate \"poly\") ) ) 附录3：LVS文件 lvsRules( procedure( compareMOS( layPlist,schPlist) prog( ( ) if(layPlist->w!=nil && schPlist->w!=nil then if( layPlist->w !=schPlist->w then sprintf(errorW, \"Gate width mismatch: %gu layout to %gu schematic\ float( layPlist->w ), float( schPlist->w ) ) return( errorW ) ) ) if( layPlist->l !=nil && schPlist->l !=nil then if( layPlist->l != schPlist-> then sprintf( errorL, \"Gate length mismatch: %gu layout to %gu schematic\ float( layPlist->l ),float(schPlist->l) ) return( errorL ) 第 76 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 ) ) return( nil ) ) ; prog ); comparemos procedure( parallelMOS( m1Plist, m2Plist ) prog( ( parMos ) (parMos = (ncons nil ) ) if(( m1Plist->l !=nil && m2Plist->l !=nil) then parMos->l = ( m1Plist->l + m2Plist-> l ) /2.0 ) if(( m1Plist->w != nil && m2Plist->w != nil) then parMos->w = ( m1Plist->w + m2Plist->w ) ) return( parMos ) ) ; prog ) ; parallelMOS permuteDevice( parallel \"pmos\" parallelMOS ) permuteDevice( parallel \"nmos\" parallelMOS ) ;permuteDevice( MOS \"pmos\" ) ;permuteDevice( MOS \"nmos\" ) compareDeviceProperty( \"pmos\" compareMOS ) compareDeviceProperty( \"nmos\" compareMOS ) ) ;lvsRules § 6－2 一个完整DIVA文件的注解 一个完整DIVA 文件的注解 ;*************DRC Procedure**************** ；以下这段将会产生覆盖原焊点（pad）4u的金属2的新层次 drcExtractRules( ivIf( switch(“padFix”)||switch(“all”) then metal2=geomOr(“metal2” geomSize(“pad” 4.0))；将原金属2层次中覆盖焊点的部分扩展4u 第 77 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 geomErase(“metal2”) saveDerived(metal2(“metal2” “drawing”) )；以上两句联合使用将旧层次用新层次覆盖，并存入drawing（原始版图的图层）中 ) ；如果通孔（via）在poly1上或者在它的0.5u范围以内，就产生新层次viaE ；viaE图形必须覆盖通孔（via）0.2u ivIf(switch(“viaEfix”)||switch(“all”) then viaToFix=geomOverlap(“via” geomSize(“poly1” 0.5))；使用这条语句选择满足条件的via（先将poly1扩展0.5u，然后选择与新图形相交的via） viaE=geomSize(viaToFix 0.2)；产生viaE层，它覆盖满足条件的via0.2u geomErase(“viaE”) saveDerived(viaE (“viaE” “drawing”));将新产生的viaE层存入drawing中 ) ) ;*************DRC Procedure**************** drcExtractRules( ；生成常用的衍生层 nsd=geomAndNot(“ndiff” “poly1”) psd=geomAndNot(“pdiff” “poly1”) ngate=geomAnd(“ndiff” “poly1”) pgate=geomAnd(“pdiff” “poly1”) ；开始DRC校检 ivIf(switch(“drc?”) then dummy=geomBkgnd() ；进行0尺寸图形检查 ivIf(switch(“0width”) then layers=geomcat(“thinox” “metal1” “poly1” “metal3” “via2” “via” “contact” “ndiff” “PRES” “pdiff” “nwell” “buried” “pbase” “pad”)；注意geomCat和geomOr的区别 drc(layers width==0 raw “0-width shape”)；raw表明检查的是原始层次。 ) ivIf(switch(“offgrid”) then；进行掩膜错位检查 maskedLayers=geomCat(“thinox” “metal1” “poly1” “metal3” “via2” “via” “contact” “ndiff” “PRES” “pdiff” “nwell” “buried” “pbase” “pad”) offGrid(maskedLayers .05 raw “shape off .05 grid”)；使用offGrid这个命令来进 行检查 ) ；以下这段将对所有层次进行规定的检查 ivIf(switch(“checkTechFile”) then checkAllLayers() ) ；阱的规则检查 ivIf(switch(“well”)||switch(“all”) then drc(“nwell” width<1.8 “1a:minimum nwell width =1.8”)；n阱最小宽度为1.8u 第 78 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 drc(“nwell” sep<2.5 “1b:minimum nwell spacing=2.5”)；n阱间最小间距为2.5u drc(“nwell” “pdiff” enc<2.0 “1c:nwell enclosure of pdiff =2.0”)；pdiff的外边界到nwell的内边界距离检查，最小间距为2u saveDerived( geomStraddle(“pdiff” “nwell”) “1c:nwell enclosure of pdiff=2.0”)；pdiff和nwell仅有部分交叠，则输出错误信息 drc(“nwell” “ndiff” enc<1.0 “1d:nwell enclosure of ndiff =1.0”)；ndiff的外边界到nwell内边界的最小间距为1u saveDerived( geomStraddle(“ndiff” “nwell”) “1d:nwell enclosure of ndiff=1.0”)；ndiff和nwell仅有部分交叠，则输出错误信息 ；soft connect检查 ptap=geomOverlap(“ndiff” “nwell”)；选择在nwell上的ndiff nwell=geomOr(“nwell”) ndiff=geomOr(“ndiff”) metal1=geomOr(“metal1”) geomConnect( via(ptap ndiff metal1)；ndiff 通过ptap和metal1相连 ) ivIf(switch(“currentCell?”)||!switch(“hier?”)；只在单元内检查阱的连接 geomStamp(nwell ndiff error) ) ) ；扩散区的规则检查 ivIf(switch(“diff”)||switch(“all”) then drc(“ndiff” width<1.0 “2.a:minimum ndiff width=1.0”);ndiff的最小宽度为1u drc(“pdiff” width<1.0 “2.a:minimum pdiff width=1.0”)；pdiff的最小宽度为1u drc(“ndiff” sep<1.0 “2.b:minimum ndiff spacing=1.0”)；ndiff的间距最小为1u drc(“pdiff” sep<1.0 “2.b:minimum pdiff spacing=1.0”)；pdiff的间距最小为1u drc(“pdiff” “ndiff” sep<1.0 “2.c:minimum ndiff to pdiff spacing =1.0”)；ndiff和pdiff间的距离最小为1u drc(nsd width<1.0 “2d:minimum source/drain diffusion width =1.0”) drc(psd width<1.0 “2d:minimum source/drain diffusion width =1.0”)；源区和漏区的最小宽度均为1u saveDerived(geomAndNot(pgate “nwell”) “2.e:P mos device must be inside nwell”)；将不在nwell中的pmos输出至错误层 ) ；poly1的规则检查 ivIf(switch(“poly1”)||switch(“allInterconnect”)||switch(“all”) then drc(“poly1” width<0.6 “3.a:minimum poly1 width=0.6”)；poly1的最小宽度为0.6u drc(“poly1” sep<1.0 “3.b:minimum poly1 spacing=1.0”)；poly1的最小间距为1u drc(“poly1” “ndiff” enc <0.4 “3.c:poly1 extension past ndiff =0.4”) drc(“poly1” “pdiff” enc <0.4 “3.c:poly1 extension past pdiff =0.4”)；poly1跨ndiff和pdiff的最小距离为0.4u 第 79 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 saveDerived(geomButting(pgate psd keep<2) “3c:poly1 extension past pdiff =0.4”);这里的keep<2是指如果和pgate相外切的psd部分少于两部分（作为一个mos管，必须有源和漏，因此和pgate相外切且分离的psd层必须为两个），就输出错误 saveDerived(geomButting(ngate nsd keep<2) “3c:poly1 extension past ndiff =0.4”) ) ；metal1规则检查 ivIf(switch(“metal1”)||switch(“allInterconnect”)||switch(“all”) then drc(“metal1” width<0.8 “4a:minimum metal1 width =0.8”)；metal1的最小宽度为0.8 drc(“metal1” sep<1.0 “4b:minimum metal1 spacing =1.0”)；metal1的最小间距为1u ) ；contact规则检查 ivIf(switch(“contact”)||switch(“allInterconnect”)||switch(“all”) then drc(“contact” width<1.0 “5a:minimum contact width =1.0”)；contact的最小宽度为1u drc(“contact” sep<1.0 “5b:minimum contact spacing =1.0”)；contact间的最小间距为1u drc(“ndiff” “contact” enc<1.0 “5c:ndiff enclosure of contact =1.0”)；ndiff包含contact最小为1u saveDerived(geomStraddle(“contact” “ndiff”) “5c:ndiff enclosure of contact =1.0”)；若contact与ndiff仅有部分交叠，输出错误 drc(“pdiff” “contact” enc<1.0 “5c:pdiff enclosure of contact =1.0”) ；pdiff包含contact最小为1u saveDerived(geomStraddle(“contact” “pdiff”) “5c:pdiff enclosure of contact =1.0”) ；若contact与pdiff仅有部分交叠，输出错误 drc(“metal1” “contact” enc<0.5 “5d:metal1 enclosure of contact =0.5”)；metal1包含contact最小为0.5u saveDerived(geomStraddle(“contact” “metal1”) “5d:metal1 enclosure of contact =0.5”) ；若contact与metal1仅有部分交叠，输出错误 saveDerived(geomOutside(“contact” “metal1”) “5d:metal1 enclosure of contact =0.5”)；若有contact在metal1之外，输出错误 drc(“poly1” “contact” enc<0.5 “5e:poly1 enclosure of contact =0.5”)；poly1包含contact最小为0.5u saveDerived(geomStraddle(“contact” “poly1”) “5e:poly1 enclosure of contact =0.5”)；若contact与poly1仅有部分交叠，输出错误 savederived(geomOutside(“contact” geomOr(geomOr(“ndiff” “pbase”) geomOr(“pdiff” “poly1”))) “contact must be enclosed by pdiff or ndiff or poly1”)；contact必须处在pdiff、ndiff或是poly1中间 ) ivIf(switch(“metal2”)||switch(“allInterconnect”)||switch(“all”) then drc(“metal2” width<1.0 “6a:minimum metal2 width =1.0”)；metal2的最小宽度为1u drc(“metal2” sep<1.0 “6b:minimum metal2 spacing =1.0”)；metal2间的最小间距为1u ) ivIf(switch(“via”)||switch(“allInterconnect”)||switch(“all”) then drc(“via” width<1.0 “7a:minimum via width =1.0”)；via的最小宽度为1u drc(“via” sep<1.0 “7b:minimum via spacing=1.0”)；via间的最小间距为1u 第 80 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 drc(“metal1” “via” enc<1.0 “7c:metal1 enclosure of via =1.0”)；metal1包含via最小为1u saveDerived(geomStraddle(“via” “metal1”) “7c:metal1 enclosure of via =1.0”)；via同metal1仅有部分交叠，输出错误 saveDerived(geomOutside(“via” “metal1”) “7c:metal1 enclosure of via =1.0”)；若有处于metal1之外的via，输出错误 drc(“metal2” “via” enc<0.5 “7d:metal2 enclosure of via =0.5”)；metal2包含via最小为1u saveDerived(geomStraddle(“via” “metal2”) “7d:metal2 enclosure of via =0.5”) ；via同metal1仅有部分交叠，输出错误 saveDerived(geomOutside(“via” “metal2”) “7d:metal2 enclosure of via =0.5”) ；若有处于metal1之外的via，输出错误 ) ivIf(switch(“pad”)||switch(“all”) then drc(“pad” width<20.0 “8a:minimum pad width =20.0”)；pad的最小宽度为20u drc(“metal2” “pad” enc<3.0 “8b:metal2 enclosure of pad =3.0”)；metal2包含pad最小为3u saveDerived(geomStraddle(“pad” “metal2”) “8b:metal2 enclosure of pad =3.0”)；若metal2与pad仅有部分交叠，输出错误 saveDerived(geomOutside(“pad” “metal2”) “8b:metal2 enclosure of pad =3.0”)；若有处于metal2之外的pad，输出错误 drc(“pad” sep<25.0 “8c:minimum pad spacing =25.0”)；pad间的最小间距为25u drc(“pad” geomGetByLayer(“metal2” “pad” 6) sep<5.0 “8d:minimum metal2 to pad spacing =5.0”) )；将pad扩张6u，选择与其相交的metal2，并检测所选的metal2与pad的间距最小是否为 5u ivIf(switch(“res”)||switch(“all”) then drc(“PRES” width<1.0 “9a:minimum PRES width =1.0”)；PRES的最小宽度为1u drc(“PRES” sep<1.0 “9b:minimum PRES spacing =1.0”)；PRES间的最小间距为1u drc(“PRES” “ndiff” enc<0.5 “9c:PRES enclosure of ndiff =0.5”)；PRES包含ndiff最小 为0.5u saveDerived(geomStraddle(“ndiff” “PRES”) “9c:PRES enclosure of ndiff =0.5”)；若ndiff 与PRES仅部分交叠，输出错误 ) ivIf(switch(“cap”)||switch(“all”) then drc(“thinox” width<1.0 “10a:minimum thinox width =1.0”)；thinox的最小宽度为1u drc(“thinox” sep<2.0 “10b:minimum thinox spacing =2.0”)；thinox间的最小间距为2u drc(“poly1” “thinox” enc<0.4 “10c:poly1 enclosure of thinox =0.4”)；poly1包含thinox 最小为0.4u saveDerived(geomStraddle(“thinox” “poly1”) “10c:poly1 enclosure of thinox=0.4”) ；若 thinox与poly1仅部分相交，输出错误 ) ivIf(switch(“bipolar”)||switch(“all”) then drc(“buried” “pdiff” enc<0.5 “11a:buried enclosure of pdiff =0.5”)；buried包含 第 81 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 pdiff最小为0.5u saveDerived(geomStraddle(“pdiff” “buried”) “11a:buried enclosure of pdiff=0.5”)；若pdiff 与buried仅有部分交叠，则输出错误 drc(“buried” “ndiff” enc<0.5 “11a:buried enclosure of ndiff =0.5”)；buried包含 ndiff最小为0.5u saveDerived(geomStraddle(“ndiff” “buried”) “11a:buried enclosure of ndiff=0.5”)；若ndiff 与buried仅有部分交叠，则输出错误 drc(“buried” “pbase” enc<0.5 “11a:buried enclosure of pbase =0.5”)；buried包含 pbase最小为0.5u saveDerived(geomStraddle(“pbase” “buried”) “11a:buried enclosure of pbase=0.5”)；若 pbase与buried仅有部分交叠，则输出错误 drc(“pbase” “ndiff” enc<0.5 “11b:pbase enclosure of ndiff =0.5”)；pbase包含ndiff 最小为0.5u saveDerived(geomStraddle(“ndiff” “pbase”) “11b:pbase enclosure of ndiff =0.5”)；若 ndiff与pbase仅有部分交叠，则输出错误 ) ) ) ；**********************Extraction Procedure************************* drcExtractRules( ivIf( switch(“extract?”) then;开始extraction ;产生一些常用的衍生层次 poly1=geomOr(“poly1”) pdiff=geomOr(“pdiff”) ndiff=geomOr(“nwell”) pbase=geomOr(“pbase”) buried=geomOr(“buried”) thinox=geomOr(“thinox”) PRES=geomOr(“PRES”) contact=geomOr(“contact”) metal1=geomOr(“metal1”) via=geomOr(“via”) metal2=geomOe(“metal2”) pad=geomOr(“pad”) sub=geomBkgnd() ；定义识别层 ngate=geomAnd(ndiff poly1) pgate=geomAnd(pdiff poly1) npn=geomAnd(ndiff pbase)；npn的发射极 pnp=geomHoles(pdiff)；pnp的发射极（pnp的集电极包围其发射极，横向pnp管） ;定义端口层 nsd=geomAndNot(ndiff poly1) 第 82 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 psd=geomAndNot(pdiff poly1) pnpEmit=geomAnd(psd pnp)；pnp的发射极 psd=geomAndNot(psd pnpEmit)；重新定义psd（去除了pnp的发射极部分） resTerm=geomAnd(geomsize(contact 1) geomAnd(PRES nsd)) PRES=geomAndNot(goemAnd(PRES nsd) resTerm) nsd=geomAndNot(nsd geomOr(PRES resTerm)) ;定义伪接触层 ptap=geomAndNot(geomAndNot(psd nwell) buried) psd=geomAndNot(psd ptap) nburied=geomAndNot(geomAnd(nsd buried) pbase) pbaseConn=geomAndNot(geomAnd(contact pbase) nsd) contact=geomAndNot(contact pbaseConn) padContact=geomAnd(metal2 pad) ;define geomConnect statement geomConnect(via(contact metal1 nsd psd poly1 ptap pnpEmit resTerm) via(via metal1 metal2) via(nburied nsd buried) via(pbaseConn pbase metal1) via(padContact metal2 pad) ) nwellConn=geomStamp(nwell nsd) subConn=geomStamp(sub ptap) ;define extractDevice statemetnt extractDevice(pgate poly1(“G”) psd(“S” “D”) nwellConn(“B”) “pmos ivpcell”) extractDevice(ngate poly1(“G”) nsd(“S” “D”) subConn(“B”) “nmos ivpcell”) extractDevice(npn nsd(“E”) pbase(“B”) buried(“C”) “npn ivpcell”) extractDevice(pnp pnpEmit(“E”) psd(“C”) buried(“B”) “pnp ivpcell”) extractDevice(thinox metal1(“PLUS”) poly1(“MINUS”) “cap ivpcell”) extractDevice(PRES resTerm(“PLUS” “MINUS”) “res ivpcell”) ;measure device sizes and other parameters ;for nmos device: wn=measureParameter(length (ngate butting nsd) .5e-6) ln=measureParameter(length (ngate inside poly1) .5e-6) saveParameter(wn “w”) saveParameter(ln “l”) ;for pmos device: wp=measureParameter(length (pgate butting psd) .5e-6) lp=measureParameter(length (pgate inside poly1) .5e-6) 第 83 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 saveParameter(wp “w”) saveParameter(lp “l”) ;for pnp device: pnpea=measureParameter(area (pnp over pnpEmit) 1e-6) saveParameter(pnpea “area”) ;for npn device: npnea=measureParameter(area npn 1e-6) saveParameter(npnea “area”) ;for cap cap=measureParameter(area(thinox) 5e-15) saveParameter(cap “c”) ;for res wr=measureParameter(length(PRES butting resTerm) .5) lr=measureParameter(length(PRES outside resTerm) .5) bendsr=measureParameter(bends_all (PRES outside resTerm)) res=calculateParameter(((lr/wr) –(.46*bendsr))*100.0) saveParameter(res “r”) ;output data to extracted layout saveRecognition(pgate “poly1”) saveRecognition(ngate “poly1”) saveRecognition(npn “ndiff”) saveRecognition(pnp “buried”) saveRecognition(thinox “thinox”) saveRecognition(PRES “PRES”) saveInterconnect(contact metal1 poly1 metal2 via) saveInterconnect((nsd “ndiff”) (psd “pdiff”)) saveInterconnect((nwellConn “nwell”) pbase buried) saveInterconnect((pnpEmit “pdiff”) (pbaseConn “contact”)) saveInterconnect((resTerm “PRES”) pad) copyGragphics((“text” “drawing” ) all) );end extract? ):end drcExtractRules § 6－3 规则文件中一些定义和关键词的图文解释 层处理 层处理要求创建新的层次。你可以在初始设计中使用它，也可以在随后的验证语句中用到。 第 84 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 输入输出层次 层处理创建的新层次我们称之为衍生层。他可以是多边形（图形）或是边。层处理表达式中的输入层可以是多边形、边、衍生层或是原始的图形层次（使用在真正物理版图设计上的层次） 在层次处理之前，diva默认将所有在同一层次上的图形合并。有必要的话可以使用raw这个命令来使所需的一些层次不合并（在下面会再次提到这个命令）。 逻辑命令 逻辑命令可以被称作层间的“布尔运算”。他们从输入层出发，创建新的几何图形。 不同的命令所需的输入层数目从一到多不等。 GeomAnd 输出两个不同层次或边界间的交叠部分。一般需要一个或两个输入层。 GeomOr 输出所有的输入层。这些层次（边界）将会被合并成为一个新层次。 GeomAndNot 输出第一层中未被第二层覆盖的部分。你也可以理解为第一层减去第二层。 有一点需要注意的是在这个命令中输入层的顺序不能搞错。 第 85 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 GeomXor 这个命令输出两层或多层之间非公有的部分。一般需要一或两个输入层。 GeomNot 输出输入层的反。只有一个输入层。 GeomCat 使所有的输入层连续。其输出包含所有的输入层。但不像geomOr使所有的层 合并。可以有任意多个输入层。 关系命令 毫无疑问，关系命令必须有两个输入层次。所有的关系命令都将选择表达式中的第一输入层的整个图形（当然是满足条件的）。 大多数关系命令允许使用修改符。包括：连接符，符以及排除符。 连接符的关键词为：diffNet和sameNet。前一个输出不同结点的图形。后一个输出相同结点的图形。 第 86 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 符的关键词为：keep和ignore。它们都需要指定被选定的图形个数的范围。 GeomInside 选择完全处在第二输入层中的第一输入层。两层可以内切。不能使用符和排除符。 GeomOutside 选择完全处在第二输入层之外的第一输入层。两层可以外切。不能使用任何修改符 GeomAvoiding 选择完全处在第二输入层之外的输入层。两层间不能外切。不能使用任何修改符 以下命令均可使用修改符 GeomStraddle 选择的输入层只是部分被第二输入层所覆盖。 第 87 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 GeomButting 选择与第二输入层相外切的层次。 GomeCoincident 选择与第二输入层相内切的层次。 GeomOverlap 选择与第二输入层有公共面积的层次。 GeomButtOrCoin 选择与第二输入层外切或内切的的层次。 第 88 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 GeomButtOrOver 选择与第二输入层外切或相覆盖的层次。 GeomEnclose 选择完全包含第二输入层的层次，可以内切。 GeomButtOnly 仅仅选择相互外切的层次. 第 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 GeomCoinOnly 仅仅选择内切的层次，第二层必须完全在的第一层内部。 尺寸命令 geomSize 按输入的数值扩张或收缩输入层。其中正值表示扩张，负值表示收缩。Edges功能允许将图形的边按垂直方向舒张，正值表示向图形外部伸展，负值表示向图形内部伸展。 有一点需要注意的是：所有的锐角在扩张时都会被截角。锐角在扩张时遵循与直角相同的规则。及伸展边扩张值的根号二。 第 90 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 GeomStretch 扩张或收缩输入层的边界。正值表示扩张，负值表示收缩。输出将会是边。 选择命令 根据输入层的特性，比如：形状，角度等等来选择输入层或其边界。 GeomGetRectangle 选择边平行或垂直于坐标轴的四边形。 GeomGetpolygon 与上一个命令搭配使用，选择上个命令没有选中的所有图形。 GeomGetVertex 根据顶点个数选择图形，顶点数目可由关键字keep和ignore来确定。 GeomGetAngledEdge 选择角度满足要求的边（注意其输出是边），但如果有关键词fig，则输出包含选定边的图形。 GeomGetNon45 选择与坐标轴不平行，不垂直也不成45度角的边。 GeomGetEdge 根据边或边的一部分与其它边或图形的关系来选择。首先，要指出包含所需输出边的输入层，当然这个输入层可以是边或图形。然后，你可以使用以下操作符来选择所需的边： Butting 选择输入层间相外切的边 Coincident 选择输入层间向内切的边 Outside 选择第一输入层中处在第二输入层外部的边 Inside 选择第一输入层中处在第二输入层内部的边 Not－over 为outside和butting的组合 Over 为inside和coincident的组合 GeomGetAdjacentEdge 选择与其它参考边相临近的边 第 91 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 GeomGetTexted 根据文字标识来选择图形。所选图形必须包含文字标识。 GeomGetUnTexted 与上个命令正好相反。 GeomGetNet 根据指定的节点名来选择图形。所有与这个指定节点相联系的层 次都可以作为输入层。 GeomGetLength 选择输入层中的边。选择根据是边的长度，这里所说的边可以是 一条的边，也可以是折线边。 GeomHoled 选择包含孔的图形（就像油炸圈饼一样） GeomGetNon90 选择输入层中不平行于坐标轴的边。 焊点金属检查： 毫无疑问，对器件紧凑层的检查会比疏松层花费多得多的时间。举个例子，在焊点金属检查过程中，系统会检查所有金属的附近有无焊点，但是事实上是只在芯片边界上的金属边缘有焊点。这将会非常耗费时间，这里我们将使用geomGetByLayer命令来解决这个问题。 以下步骤说明这个命令怎样运作： 1 一个边界将会包围在焊点层次周围，当然距离由我们来定。 2 接着，所有被这个边界包围或穿插的梯形金属层将会被选定。 3 最后，检查被选定的金属层与焊点间的间距（使用DRC命令）。 第 92 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 层生成命令 geomHoles 生成的图形具有“油炸圈饼”的几何形状。 GeomNoHoles 与上个命令相反 GeomBkgnd 生成包含版图中所有图形的一个矩形。 存储命令 第 93 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 Savederived 将衍生层存入库中相关的视图中去。当然你也可以指定输出层次，衍生层 将会被存储在那里。 根据指定的关键字，衍生层可以被存储到某一个视图中去。这样的关键字有：lay_view,ext_view,cell_view,和abs_view。从名字不难看出，它们分别代表版图，提取层，excell 和抽象视图。如果没有关键字，那么系统将默认是当前视图。有一点要注意的是，上述关键字的使用都必须在一个特定的上下文中，如：lay_view应在DRC或extraction中。Ext_view和cell-view必须在extraction中。而abs_view则只能在abstract generation 中起作用。 这个命令的输出有两种格式：tile（梯形）和多边形。系统默认的是多边形格式。 这条命令也可以附加消息。但是消息两头必须有引号。可以在运行DRC的explain命令是看到这些消息。 CopyGraphics 从当前分析层拷贝源层次到特定层中去。 在extraction时，源层次将被拷贝到extracted view中去。在abstract generation时，源层次拷贝到abstract view中。在分层提取中，如果使用到关键词cell_view，系统会将指定层次从“分层提取中的最高层次(top_lever of hierarchy)”中拷贝到excell view 。但如果使用关键词all，系统将会从设计版图的所有层次中搜寻指定层次并进行拷贝。 GeomErase 从所有的视图中删去指定原始图形层上的全部图形。当然你也可以指定删除的范围。要特别小心的使用这个命令，因为他可能永久改变数据库。 DRC 命令 根据drc检查的类型，drc命令可能使用一到两个输入层。输入层可以是原始图形层或是衍生层。 Drc的检查结果可以被输出到输出层。而这些输出层又可以作为后续检查的输入。如果没有定义输出层，则检查结果会被输出到marker层去。 Fuctions－决定输入层被检查的方式。除了area外，所有的function都是基于边到边检查的。 每个function的使用都有一个范围。即有一个上限和下限。如果没有定义下限，系统会自动给出“大于等于0”的保留值。 Modifiers－修改functions的属性。如果不冲突的话，可以同时使用多个modifiers。 Functions： Width 检查同一输入层中内边线到内边线的距离 Notch 检查同一输入层中外边线到外边线的距离 第 94 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 Area 检查单一输入层的面积 Sep 检查第一输入层的外边线到第二输入层外边线的距离 Enc 检查第一输入层的内边线到第二输入层外边线的距离 Ovlp 检查第一输入层的内边线到第二输入层内边线的距离 Modifiers: With_perp 除了标准的边界检查外还可以检查垂直边。 Only_perp 只能进行垂直边的检查 第 95 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 Parallel 只能进行平行边的检查，所有function默认的边界检查为平行边或非平行边 NotParallel 只能进行非平行边的检查 SameNet 只检查连接在同一节点的层次，在这个命令里使用的层次必须在前面的 geomConnect 命令中出现过 DiffNet 只检查连接在不同节点的层次，在这个命令里使用的层次也必须在前面 的geomConnect 命令中出现过 App 只检查值确定的投影边。无论是正值、负值或是零都必须说明 Opposite 只检查两图形的相对边。将输出修整为正的并置。 Length，lengtha， 只计算长度符合指定长度的边的长度。Length在检查两层关系时， Lengthb 两条边都计算。Lengtha和lengthb则分别代表第一层和第二层的边 Fig，figa，figb fig在两层检查中两层的图形都输出。而在一层检查中输出第一层的图形； figa和figb在两层检查中分别输出的第一层和第二层的图形 Edge，edgea，edgeb edge在两层检查中两层的边界都输出。而在一层检查中输出第一层的 边界；edgea和edgeb在两层检查中分别输出的第一层和第二层的边界 Raw 在层次合并之前检查每一层。 Message 是一串处在引号中的字符串，用于错误检查中提示 第 96 页 共 97页 Cadence cdsSPICE使用说明 方形边角检查 SquareGrow 在图形周围添加一个直交的检查图形，即将原图形沿x和y方向伸展指定 的长度。形象的说就是在原图形外加一个封套 NormalGrow 在原图形周围添加一个扩张的图形。在使用这个命令时，有一个特殊情况： 如果图形的挖槽（notch）长度小于两倍的扩张长度，将会在槽处出现冲突。 这一点我们要注意到。 大多数DRC规则可以分为以下三部分： 1 电气规则要求的指定材料间的露头（enclosure）或间距（sepration） 2 在生产时可能存在的掩膜错位 3 生产过程中材料的过搀杂或是迁移 上述的方形边角检查可以使对非投影的折角描述更加精确。 Soft-connect检查 GeomStamp 检查阱是否被错误的使用来作为传导通道。geomstamp必须要放在 geomConnect命令之后而且stamping层(第二层)必须在geomConnect中出现过。 在复杂的单元覆盖情况下使用分层DRC检查来提高效率： hier？ 允许在分层DRC检查时使用不同的规则，它包括以下分支句子： currentCell？只作当前单元的检查 topcell？ 只作最高层单元（top－level cell）的检查 当你在DRC检查中选择了分层检查模式，那么所有在hier？分支语句中的命令将会被执行。 在DRC中运用层次属性： 层次属性： spacingRules 定义一层或是两层的无序属性。DRC保留的属性有：minWidth，minSpacing，和minNotch。 OrderedSpacingRules 定义指定顺序的两层的属性。DRC保留的属性有：minEnclosure，minSpacing和minOverlap。 变量赋值： DRC在technology file中可以设定变量。一般是在technology file中的controls class中。 DRC中的参考值： CheckLayer 进行一层或是两层的检查. CheckAllLayers 在所有层上进行DRC检查。当然你可以指定某一层不被检查. TechGetSpacingRule 从单层属性中获取值 TechGetTechFile 获取设计的technology file信息 第 97 页 共 97页
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