virtuoso根据原理图绘制版图并联接_virtuoso自学笔记

本文详细介绍了集成电路设计流程,包括使用工具新建库和单元,绘制原理图,创建symbol,构建testbench,进行电路仿真,以及版图设计与验证。重点讲解了各个步骤的关键操作,如元器件添加、电感模型、版图层次管理和DRC/LVS验证,强调了在版图设计中深N阱的作用和衬底接触环的重要性。

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以反相器为例。

Tool → Library manager

选中一个库

File → new → cell view

1. 原理图

新建一个库,向库中新建cell,新建cell后会自动弹出原理图绘制界面

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先画原理图:

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快捷键介绍:

(1)添加元器件:i,左键放置、右键旋转、Esc推出载入

(2)查看器件参数值:选中某元件后按q

(3)保存电路原理图:x

(4)撤销上次操作:u

(5)居中显示原理图:f

(6)缩小显示窗口:[

(7)放大显示窗口:]

(8)退出:Esc

(9)移动pin:选中后按键盘的shift+m,单击右键是旋转

注意:pin命名最好大写(因为有些工艺制程下进行LVS/DRC检测的时候,只认大写)

2. symbol

原理图画完之后,要建立symbol用于仿真:

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3. testbench

随后要基于建立的symbol,画testbench

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画testbench时需要对具体工作情景建模,然后选择相应的器件。

从芯片外部引入的电源和地,会存在封装上引线的电感,对于这个电感的模型是需要模拟出来的,在电路仿真中需要把这个电感的模型带入到testbench中,在这里要添加一个理想的电感。

对于常规的QFN\QFP的封装,1um bonding线(金线)等效的电感值在1nH左右、等效阻抗50mΩ,连在引脚上的电源的引线大概有2um左右,由于地线不是直接bonding到封装的管脚上,而是bounding到芯片背面大片的金属地上,这是个单bond、引线电感会小一些,一般在1mm以内,设为1nH,阻抗50mΩ

(10)引线命名:l(小写的L)

(11)进入下一层:e

(12)返回上一层:ctrl+e

(13)电感:ind,电容:cap,电压脉冲发生器:vpulse

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对脉冲发生器的设置

观察输出波形,需要增加元器件电容,作为输出的负载。

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小电容

4. 仿真

仿真:Tools → analog environment,这里进行了直流仿真和瞬态仿真

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Print直流工作点的方法:

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画图方法:

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有两种画图风格可供选择:

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inverter仿真;减小P管宽长比带来的影响(蓝色),翻转阈值下降了(可以理解成PMOS需要更低的栅极电压才可以开启)

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5. 版图设计

基于原理图生成版图:

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LSW:版图设计时所有层的信息

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有源层

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N阱 N-well

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深阱,先进工艺中存在,用于衬底隔离

深N阱(DNW)可以理解为在P-sub上面隔离出来的一块独立区域,里边可以做需要的device,有与外界隔离的作用。于一般的PMOS而言,可以通过放在不同的NWELL里面来相互隔离;而对NMOS而言,它们的well(P-sub)会通过wafer的p-sub short在一起(因为都是P型),相互串扰,互相影响。DNW里边的P-sub与外界的P-sub是隔离的,因此能削弱相互之间的影响。因为这个阱比一般的N well要深很多,所以称为deep N well。除了电位上的隔离,比如说有好几种地电位(0V、-3.3V、-6V等),一般会把害怕被别的模块影响(reference电路、temperature sensor等)或者怕会去影响别的模块的IP(PLL、OSC等)放在DNW里面。

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栅极层

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N型注入,制造NMOS 或 二极管

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P型注入,制造PMOS

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金属层

本工艺下用到的是1P6M的配置,只用到了M1~M6,1层多晶硅,6层金属互连层,

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过孔层

e.g.:

v1:M1到M2之间的过孔

v2:M2到M3之间的过孔

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PSUB层,标识层

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文字层

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dummy层

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顶层厚金属

(14)显示版图的所有层次:shift + f

(15)以框图显示版图:ctrl + f

打散Pcell:

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设置格点分辨率:

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显示连线关系:

options→display

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(16)连线快捷键:p(敲p后点击连接起始端,选择要连的层,再单击结束端,再回车结束)

(17)尺子:k

(18)清除尺子:shift + k

(19)画矩形:r

(20)逐步缩小版图:shift + z

(21)只看某一层:(例如只看M1)LSW窗口选中M1,点击NV,点击版图界面,敲f

(22)整体移动版图某区域,且相应线拉伸:先将selection mode(options→selection)由full改为partial,然后左键框选相应区域,敲s后拖动到相应位置后,左键取消选中

衬底接触环(N阱保护环),guard ring

6. 版图验证(DRC/LVS)

<think>我们正在处理用户关于CadenceVirtuoso的问题:如何将原理图转换为版图根据用户提供的引用,特别是引用[4]提到了原理图替换元器件库的方法,但用户的问题是关于原理图版图。引用[2]提到了从电路图导入版图,以及GDSII文件的相关操作,但这是在TannerLEdit中的操作,而用户使用的是CadenceVirtuoso。引用[1]和[3]是关于CadenceVirtuoso的学习笔记和视频教程。因此,我们需要专注于CadenceVirtuoso原理图版图的步骤。在CadenceVirtuoso中,将原理图转换为版图通常是通过“LayoutXL”或“LayoutL”工具来实现的,其中LayoutXL提供了与原理图同步的功能。基本步骤:1.打开原理图。2.启动LayoutXL工具,它会根据原理图生成一个初始的版图框架。3.在版图设计环境中,放置器件进行布局布线。由于用户要求生成相关问题,我们在回答后需要提出三个相关问题。注意:回答中引用的段落末尾要自然地添加引用标识,且我们参考了用户提供的引用[1][2][3][4],但需要根据内容相关性来引用。由于引用[2]是关于TannerLEdit的,可能不直接适用于Cadence,所以我们主要参考引用[1][3][4]中与Cadence相关的内容。另外,引用[4]虽然讲的是替换元器件库,但其中涉及打开原理图等操作,与版图生成步骤有部分关联。但更直接的是,引用[3]提到了“寄生抽取与后仿真”,这是在版图设计完成后进行的步骤,因此我们可以推断版图设计是前置步骤。下面我们组织回答:</think>在 Cadence Virtuoso 中将原理图转换为版图,需通过 Layout XL 工具实现电路驱动版图设计(Schematic-Driven Layout),具体步骤如下: ### 详细操作流程 1. **打开原理图** 在 Library Manager 中双击打开目标原理图(schematic)。 2. **启动版图设计环境** 在原理图窗口菜单栏选择 `Launch` → `Layout XL` → `New`(首次生成版图)或 `Existing`(编辑已有版图)[^1][^4]。 3. **配置版图生成参数** ```tcl ; 设置版图生成规则(示例) layoutXLGenerateOption( 'useTemplate t ; 使用工艺模板 'preservePins t ; 保留引脚位置 ) ``` 系统会自动加载工艺库的版图模板(如 MOS 管、电阻等基础器件)[^4]。 4. **生成初始版图框架** - 自动创建与原理图同名的版图视图(layout view) - 在版图窗口生成: - 器件布局框架(以矩形框表示) - 原理图网表导出的引脚(pins) - 飞线连接指示(fly lines)[^1][^3] 5. **器件布局与布线** - **放置器件**:将版图库中的标准单元拖入对应框架 - **金属连线**:使用 `Route` → `Auto Route` 自动布线或手动布线 - **DRC 检查**:实时运行 `Verify` → `DRC` 确保符合工艺规则[^3] 6. **版图原理图一致性验证** 执行 `Verify` → `LVS`(Layout vs. Schematic)比对电路连接一致性,解决报错直至匹配通过。 ### 关键注意事项 - **工艺库依赖**:版图生成需预先加载 PDK(工艺设计包),否则器件无物理实现[^1] - **器件映射**:原理图中的器件 symbol 必须与版图库中的 cell 名称严格匹配[^4] - **数据保存**:版图完成后导出 GDSII 文件交付流片:`File` → `Export` → `Stream Out`[^2] > 操作演示可参考 B 站视频教程[^3] > 若遇器件库不匹配,参考引用[^4]的库替换方法
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