集成电路设计CAD_EDA工具实用教程1-Spectre_Verilog数模混合仿真

集成电路芯片设计中的EDA工具分析与应用随着科技的不断发展，电子信息产业日益壮大，而集成电路芯片作为其中重要的一环，更是日新月异地更新换代。

因此，如何提高设计效率，缩短设计周期，保证设计质量成为许多芯片设计人员重要的任务。

在众多的芯片设计工具中，EDA（Electronic Design Automation）工具更是广受芯片设计人员的欢迎和选择。

本文将就EDA工具在集成电路芯片设计中的应用进行分析和阐述，力求为芯片设计人员提供一些有用的参考和启示。

一、EDA工具的基本概念和分类EDA工具是计算机辅助电子设计的软件工具，主要用于电子系统设计、电路设计、布图设计等方面。

EDA工具主要包括逻辑设计、物理布局和模拟仿真工具。

其中逻辑设计工具包括逻辑合成器、逻辑优化器、逻辑仿真器等；物理布局工具包括版图画图工具、版图编辑器和版图布局工具等；模拟仿真工具包括SPICE仿真器、数字仿真器和混合仿真器等。

在EDA工具的分类中，常见的包括ASIC工具、FPGA工具和PCB工具三种。

ASIC工具主要用于设计大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI），主要包括逻辑合成器、布图编辑器、仿真器等。

ASIC工具的主要作用是将逻辑电路转化为物理电路，削减设计周期，缩小设计代价，保证设计质量。

FPGA工具主要用于设计可重构逻辑电路（FPGA），主要包括RTL设计工具、版本管理工具、FPGA逻辑合成器等。

FPGA工具的主要作用是提供硬件逻辑模拟、快速开发逻辑电路的设计、快速验证功能正确与否的载板测试，以及对标准接口的支持等功能。

PCB工具主要用于设计PCB电路板，主要包括电路板布图软件、PCB制造软件等。

PCB工具的主要作用是将芯片设计的电路板经过布图之后制作成PCB板，为芯片的后续步骤做好准备。

二、EDA工具在集成电路芯片设计中的应用分析EDA工具在集成电路芯片设计中的应用，主要有以下几个方面：1.简化设计流程EDA工具能够有效地简化芯片设计的流程。

模拟集成电路设计实习培训内容介绍培训目的经过本培训，学员将会学到在模拟集成电路设计过程中的绝大部分环节。

1.学会使用数模混合集成电路设计EDA工具进行简单的模拟集成电路设计的流程，包括Cadence的Virtuoso原理图输入、版图设计，Cadence的Spectre电路仿真，及Mentor Graphics 的Calibre版图规则检查（DRC）、电路图版图一致性检查（LVS）。

2.学会使用三大常用的仿真方式（DC，AC，以及Transient）来对电路进行性能的验证与设计参数的调整培训内容本培训首先设计一个运算放大器，在该放大器中采用了一个理想的电流源做偏置。

接着设计一个带隙基准源（Bandgap reference）来提供这个运算放大器中用到的电流源，然后对整个电路进行仿真验证。

整个电路Lab_top电原理图以及仿真激励如下图所示。

最后，参加培训的学员要求对所设计的Bandgap reference进行版图设计以及DRC、LVS检查，时间充裕的学员进一步设计运算放大器的版图及对其进行DRC/LVS的检查。

图1-0 Lab_top 原理图上图中的运算放大器（opam）电路如下图所示，值得注意的是，该运算放大器需要一个current sink做偏置，该current sink由上图中的NM1来提供。

其中的bandgap电路如下图。

这里看上去好像电压源并没有和电路直接连在一起，但是由于系统中所有标记相同的点电位都相同，所以，图中的这种接法等效于直接把V4接到电路的正负极。

图1-14 加入激励源后的图二、Spectre 仿真 (opam)（1）直流分析(DC Analyses)我们在共模输入管脚接一个可以调节的电压源VCM ，使得这个电压源的电压从0升到高到3.3v 然后我们测量output 端的电压。

从图1-14中的Tools 菜单->Analog Environment 调出spectreV4AnalogLib/vsource/DCIbiasAnalogLib/isource/DCV0与V1 AnlogLib/vsinVCMAnalogLib/vsource/DC图2-1 spectre仿真界面。

硕士eda相关课程
硕士EDA相关课程主要涵盖电子设计自动化（EDA）技术的各个方面，旨在培养学生掌握EDA工具的使用、电路设计与仿真、半导体器件建模、集成电路设计与布局等技能。

以下是一些常见的硕士EDA相关课程：
1.EDA技术基础：介绍EDA技术的基本概念、发展历程和应用领域，为后续课程打下基础。

2.电路设计与仿真：教授电路设计的基本原理和方法，包括电路拓扑结构、元器件选择、电路仿真等方面。

3.半导体器件建模：介绍半导体器件的基本结构和工作原理，教授如何使用EDA工具进行器件建模和仿真。

4.集成电路设计与布局：重点介绍集成电路设计的流程和方法，包括芯片架构设计、逻辑设计、物理布局等方面。

5.EDA工具应用：详细介绍常用的EDA工具，如Cadence、Synopsys、Mentor Graphics等，教授如何使用这些工具进行电路设计、仿真和布局。

此外，还有一些与EDA技术相关的课程，如数字信号处理、微处理器设计、嵌入式系统设计等，这些课程可以为EDA技术的学习提供支持和补充。

需要注意的是，不同的高校和专业方向可能会有不同的课程设置和安排，因此具体的课程设置可能会因学校和专业而异。

1.技术的概念EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的软件系统，是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从设计、性能分析到设计出IC 版图或版图的整个过程的计算机上自动处理完成。

现在对EDA的概念或范畴用得很宽。

包括在、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。

目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。

例如在飞机过程中，从设计、性能及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。

本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、PCB设计和IC设计。

EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。

2 EDA常用软件EDA工具层出不穷，目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件有：mulSIM7（原EWB的最新版本）、PSCE、、PCAD、Prol、Viewlogic、、Graphics、Synopsys、LSIIogic、、MicroSim等等。

这些工具都有较强的功能，一般可用于几个方面，例如很多软件都可以进行电路设计与仿真，同进还可以进行PCB 自动布局，可输出多种网表文件与第三方软件。

下面按主要功能或主要应用场合，分为电路设计与仿真工具、PCB设计软件、IC设计软件、PLD设计工具及其它EDA软件，进行简单介绍。

2.1电子电路设计与仿真工具我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。

但是有的时候，我们会发现做出来的东西有很多的问题，事先并没有想到，这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。

而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。

有没有能够不动用电试验板就能知道结果的方法呢？结论是有，这就是电路设计与仿真技术。

说到电子电路设计与仿真工具这项技术，就不能不提到美国，不能不提到他们的飞机设计为什么有很高的效率。

1、 CMOS analog circuit design by P .E.ALLEN评定：理论性 90 实用性 70 编写100精彩内容：运放的设计流程、比较器、开关电容这本书在国内非常流行， 中文版也翻译的很好， 是很多人的入门教材。

建议大家读影印版， 因为 ic 领域的绝大部分文献是以英文写成的。

如果你只能读中文版，你的学习资料将非常有限。

笔者对这本书的评价并不高，认为该书理论有余，认为该书理论有余，实用性实用性不足，在内容的安排上也有不妥的地方，比如没有安排专门的章节讲述反馈， 在小信号的计算方面也没有巧方法。

本书最精彩的部分应该就是运放的设计流程了。

这是领域里非常重要的问题，像 Allen 教授这样将设计流程一步一步表述出来在其他书里 是没有的。

这正体现了 Allen 教授的治学风格：苛求理论的完整性系统性。

但是，作为一项工程技术，最关键的是要解决问题，是能够拿 出一套实用的经济的保险的方案。

所以，读者会发现，看完最后一章关于 ADC/DAC 的内容，似乎是面面俱到，几种结构的 ADC 都提到 了，但是当读者想要根据需求选择并设计一种 ADC/DAC 时，却无从下手。

书中关于比较器的内容也很精彩，器的内容也很精彩，也体现了也体现了 Allen 教授求全的风格。

教授求全的风格。

不过，不过，正好其它教科书里对比较器的系统讲述较少，该书正好弥补了 这一缺陷。

Allen 教授是开关电容电路和滤波器电路的专家。

书中的相关章节很适合作为开关电容电路的入门教材。

该书的排版、图表等书籍编写方面的工作也做的很好。

像 Allen 这样的理论派教授不管在那所大学里，大概都会很快的获得晋升吧。

另外， Allen 教授的学生 Rincon Moca 教授写的关于 LDO 的书非常详尽，值得一读。

2、 CMOS Circuit Design Layout and Simulation CMOS Mixed-Signal Circuit Design byR.J.Baker评定：理论性 80 实用性 100 编写 80精彩内容：数据转换器的建模和测量、hspice网表 这本书的风格和 Allen 的书刚好相反：理论的系统性不强，但是极为实用，甚至给出大量的电路仿真网表和 hspice 仿真图线。

电子行业中集成电路设计的高效方法与工具推荐高效方法与工具推荐在电子行业中的集成电路设计随着科技的不断发展，电子行业中的集成电路设计变得越来越重要。

集成电路是电子设备中最关键的组成部分之一，其设计质量直接影响到产品的性能和市场竞争力。

为了提高集成电路设计的效率，推荐以下高效的方法和工具。

一、高效的方法1. 设计规范管理：制定并遵守一套严格的设计规范可以减少错误和重复工作。

设计规范应包括电路布局、信号路由、电源分配、封装标准等方面的内容。

通过规范化管理，设计团队能够更加高效地完成各项任务。

2. 模块化设计：将复杂的电路设计拆分为多个模块，每个模块实现一个特定的功能。

模块化设计有助于简化设计流程，提高设计的可重用性。

设计团队可以先独立完成各个模块的设计与测试，然后将模块集成成一个完整的系统，减少了整体设计周期。

3. 高层次设计：高层次设计是指在系统级别上进行电路设计，而不是在门级别或电路级别进行。

通过高层次设计，设计团队可以更加快速地完成设计工作，并预测和解决潜在问题。

这种方法可以有效减少设计迭代次数，提高设计效率。

4. 仿真和验证：在实际制造和测试之前，对设计进行仿真和验证是必要的。

仿真技术可以模拟电路的行为，验证设计的正确性和性能。

常用的仿真工具包括SPICE、MATLAB、VHDL等。

通过仿真和验证，设计团队可以及时发现和纠正设计中存在的问题，提高设计的可靠性。

二、高效的工具推荐1. EDA工具（Electronic Design Automation）：EDA工具是集成电路设计过程中必不可少的工具。

它们可以帮助设计团队完成电路设计、布局、布线、仿真等工作。

常用的EDA工具包括Cadence、Mentor Graphics、Synopsys等。

这些工具提供了丰富的功能和库，方便设计团队进行各种设计任务。

2. 物理设计工具：物理设计工具主要用于电路布局和布线。

通过这些工具，设计团队可以规划电路的物理位置和布线路径，以优化电路的性能和功耗。