模块1

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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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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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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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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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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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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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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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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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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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模块2-2/5:模拟电路仿真工具
+ 快速仿真 + 数模混合仿真
•
•
•
•
2015/4/13
Spectre 模拟仿真
Ultrasim 快速仿真
Spectreverilog 数模混合仿真
演示
浙大微电子
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模块2-3/5:设计实例--基准源、噪
声、开关电容及Monte-Carlo仿真
•
•
•
•
2015/4/13
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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模块2-4/5:模拟IC版图绘制及
Virtuoso工具软件
•
•
•
•
•
2015/4/13
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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模块2-5/5:版图验证与后仿真
•
•
•
•
•
•
2015/4/13
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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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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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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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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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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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
2015/4/13
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模块3-4/4:
数字集成电路验证方法学
•
•
•
•
2015/4/13
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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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系统常用命令
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.zj
u.edu.cn/ic/datas/ne
ws/0308/new_12021
3/putty-0.60installer.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
VNC端口申请
密码[email protected])
VNC密码设置
端口号
putty密码修改
2015/4/13
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步骤二
下载winvnc软件
http://www.isee.zju.edu.cn/ic/datas/news/0308/new_120
213/vncviewer.exe
运行winvnc,填入
主机名称 :端口号码
192.168.83.138:2
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
端口号
192.168.83.138:2
2015/4/13
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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
2015/4/13
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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)。
2015/4/13
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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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LINUX文件系统常用命令
LINUX命令
LINUX命令举例
显示当前目录
pwd
pwd
改变目录
cd
cd /usr
创建目录
mkdir
mkdir abc
删除空目录
rmdir
rmdir abc
删除目录及其内容
rm -r
rm -r abc
显示目录内容
ls
ls abc
ls -a abc(所有类型文件)
拷贝文件
cp
cp file1 file2
移动(重命名)文件
mv
mv call.test call.list
删除文件
rm
rm call.list
2015/4/13
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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。
2015/4/13
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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。
2015/4/13
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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。
2015/4/13
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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
2015/4/13
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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。
2015/4/13
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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
2015/4/13
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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
这四种格式都可以用以上
• .gz
所讲的命令压缩和解压缩
• .zip
2015/4/13
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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。
2015/4/13
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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
2015/4/13
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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
常用选项:
-v 压缩文件
-d 将压缩文件解压。
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
2015/4/13
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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。
2015/4/13
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3、ftp软件用法
1、自己的PC机连接服务器
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
2015/4/13
端口
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
2015/4/13
gftp
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服务器名:
192.168.83.136
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端口号:
不填
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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
2015/4/13
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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。
2015/4/13
浙大微电子
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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)
2015/4/13
浙大微电子
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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
2015/4/13
浙大微电子
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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
2015/4/13
浙大微电子
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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。
2015/4/13
浙大微电子
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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。
2015/4/13
浙大微电子
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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?catal
og_id=10&object_id=1137
2015/4/13
浙大微电子
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关于考试
•
•
•
•
平时作业占50%
期末闭卷考占50%
推选课代表
问题?
2015/4/13
浙大微电子
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