TSMC工艺的版图教程(DOC 43页)

TSMC工艺的版图教程(DOC 43页) 2

目录 前端电路设计与仿真 ..................... 3 第一节双反相器的前端设计流程 ....... 3 1、画双反相器的visio原理图 .... 3 2、编写.sp文件 ................. 3 第二节后端电路设计 ................. 5 一、开启linux系统 ............. 5 2、然后桌面右键重新打开Terminal 7 双反相器的后端设计流程 ................. 8 一、schematic电路图绘制 ........ 8 二、版图设计 .................. 22 画版图一些技巧： .............. 31 三、后端验证和提取 ............ 32 第三节后端仿真 .................... 38 其它知识 ...................... 42 3

前端电路设计与仿真 第一节双反相器的前端设计流程 1、画双反相器的visio原理图 VDD

inM0M1

VDD

M2

M3outfa

图1.1 其中双反相器的输入为in 输出为out，fa为内部节点。电源电压VDD=1.8V，MOS管用的是TSMC的1.8V典型MOS管(在Hspice里面的名称为pch和nch，在Cadence里面的名称为pmos2v和nmos2v)。

2、编写.sp文件 新建dualinv.txt文件然后将后缀名改为dualinv.sp文件 具体实例.sp文件内容如下： 4 5

查看波形按钮按下后弹出以下对话框 单击此处

如果要查看内部节点的波形，双击Top处 单击这些节点即可查看波形

如果有多个子电路请单击此处的Top查看

如果要查看测量语句的输出结果请查看 .MTO文件(用记事本打开)

至此前端仿真教程结束 第二节后端电路设计 前序(打开Cadence软件) 一、开启linux系统

双击桌面虚拟机的图标 6

选择Power on this virtual machine 开启linux之后

在桌面右键选择 Open Terminal 输入 xhost local：命令 按回车

之后输入 su xue命令 按回车，这样就进入了xue用户 7

1、输入命令加载calibre软件的license，按回车，等到出现以下画面再关闭Terminal窗口

2、然后桌面右键重新打开Terminal 进入学用户，开启Cadence软件，如下图

然后出现cadence软件的界面

关闭这个help窗口，剩下下面这个窗口，这样cadence软件就开启了 8

[如果在操作过程中关闭了cadence，只需要执行步骤2即可，步骤1加载calibre的license只在linux重启或者刚开启的时候运行一次就可以了。]

双反相器的后端设计流程 一、schematic电路图绘制 1、注意---- 在Cadence中画schematic电路图时，每一个节点都需要命名，不然在参数提取之后没有命名的那些节点会被系统自动命名，导致用HSPICE查看内部节点波形时难以迅速找到自己需要的节点。

2、打开Cadence软件新建库和单元Cell View 用命令icfb&打开Cadence软件后弹出以下CIW窗口

选择Flie-New-Libirary之后弹出以下窗口 9

这里我们新建一个名为ttest的库。(注意：在新建library的时候要attach to an existing techfile) 点击OK以后弹出以下窗口

在technology library这里选择我们的TSMC库tsmc18rf 然后点击OK

在CIW窗口的tools菜单中选择第二个library manager之后弹出以下窗口

我们可以看到左边Library里面有我们之间建立的ttest库，用鼠标左键选择ttest，发现它的Cell和View都是空的。 然后在该窗口的File-New-Cell View新建一个单元Cell View

弹出以下窗口 10

在窗口的Cell name中输入我们需要取的名字，这里取的是dualinv。 点击OK后自动弹出画schematic的窗口

3、画schematic电路图 点击上面的这个作图版面，在键盘上按快捷键i会出现添加器件的窗口

点击Browse后弹出以下窗口 11

这里选中TSMC的库tsmc18rf，在Cell中选中pmos2v，view中选中symbol 然后鼠标移到外面的画图板上，就会出现一个PMOS管，左键点击就可以放上去了，按ESC回到正常的光标状态。

同理，选中TSMC库中的nmos2v，就可以添加NMOS管。(按快捷键M，然后再点击一下（选中）器件即可以移动器件)

接下来修改MOS管的尺寸，我们看到上述MOS管的默认尺寸都是L=180n W=2u 我们这里将PMOS管修改为W=720n NMOS管修改为W=220n (注意：TSMC 0.18um库nmos2v和pmos2v最小的W只能设置到220nm，而不能设置到180nm)

鼠标左键选中一个器件(如M0)，然后按快捷键Q（property），出现以下调整MOS管属性窗口 12

在w(M)的文本框中修改前面的2u 修改成我们需要的720n 然后点击OK即可 同理修改NMOS管的W=220n。之后开始连线 按快捷键W（wire）即可

然后添加PIN脚(即与外部信号相连的端口，从图1.1可以看出这个双反相器电路涉及到的PIN脚有in out vdd gnd) [注意：由于目前的工艺是P阱衬底，所以全部NMOS管的衬底即B端要接gnd，而PMOS管的衬底可以接自己的S端或者vdd，一般只接VDD不接S] [知识补充：MOS管的衬底B端接S才能不引起衬偏，衬偏了会造成阈值电压增大]

按快捷键P就可以添加PIN脚

在pin name中输入名称 Direction中选中pin脚的方向(其中in的direction是input out的direction是output gnd和vdd的direction是inputoutput) 13

然后按回车，光标上就会出现一个pin的光影，点击鼠标左键即可摆放 摆放pin脚之后，将PIN脚与电路相连，同样用快捷键W来连线 由于图1.1中还有一个内部节点fa，这里我们就需要给内部节点命名。按快捷键L，出现命名窗口

在names这里输入fa，然后按回车 然后鼠标上出现fa光影，将fa移到内部需要命名的线上点击左键即可。 14

然后保存电路 通用，也可以用快捷键L 来连接两个单元：

[这样就不用连线，却能保证两个单元连接到一

起。]

在画图板左边工具栏里面选中第一个check and save 15

4、将电路图创建成为一个symbol，用于仿真电路 选择Design—Create Cellview- From Cellview 弹出以下窗口 点击OK弹出以下窗口 这里主要是Top Pins和Botton Pins这里需要修改，修改成如下图 16

点击OK 弹出以下电路 点击save按钮保存 这样我们就会看到在library manager里面就多出了一个该电路的symbol

5、用spectre仿真器仿真电路 (这里仿真一下电路主要是验证一下自己电路有没有画错，如果电路逻辑功能正确，那么基本上可以保证自己刚才画的电路是正确的) 新建一个名为dualtest的Cell View单元（在Library Manager下） 17

点击OK 按快捷键i添加我们之前给双反相器电路创建的symbol 18

然后出现下图 接下来就要给各个端口加激励信号和电源了 按I添加器件，在analoglib中首先选择直流电压Vdc，另外还要选择vpwl作为线性分段信号源。 按Q修改vdc的属性

在DC voltage这里将电压值设置为1.8v(注意，只要填入1.8即可，不要带入单位) 同样修改vpwl的属性(这里我们设置一个3段线性信号，即6个点)，如下图 19

此外我们还要添加一个gnd器件作为基准地信号(在analoglib中选择) 添加完器件之后如下图

(注意：电路的gnd与标准地gnd之间要添加一个0V的直流电压) 接下来连线以及给输出端添加一个PIN，如下图

然后按check and save保存 20

选择tools中的Analog environment 弹出以下窗口 选择右边工具框中的第二个，弹出以下窗口 这里设置仿真的停止时间(该时间根据自己具体需要填写)，然后点OK 接下来设置需要看波形的那些端口 outputs—To Be Plotted—Select On Schematic