集成电路设计的CAD系统-北京大学软件与微电子学院.PDF

集成电路设计的 CAD 系统 北京大学 SoC—提高ASIC设计能力的途径 IC 设计能力 工艺能力 1.58 与 工艺能力 设计能力 的 1.21 剪刀差 ICCAD系统概述 ICCAD系统的发展 第一代：60年代末：版图编辑和检查 第二代：80年代初：原理图输入、逻辑模拟向下 第三代：从RTL级输入向下，包括行为仿真、行 为综合、逻辑综合等 流行的CAD系统：Synopsys, Cadence, Magma ， Mentor Graphics, Viewlogic, Compass，Panda等  ICCAD 系统的理想作用：实现完全的自动化设 计，设计出各种各样的电路 设计能力的阶跃－EDA技术 ①L-E ②PR ③Synth ④SoC ICCAD系统的实际作用 设计信息输入： 语言输入编辑工具 高层次描述的图形输入工具：VHDL功能图输入、 逻辑图/ 电路图输入编辑、版图输入编辑  设计实现：综合器 设计验证：验证系统/ 电路符合功能/性能要求及设 计规则要求  模拟器进行模拟 （仿真）分析  设计规则的检查 什么是模拟？ 对于设计输入抽象出模型，施加外部激励，观察输 入，进行判断 整个设计过程就是把高层次的抽象描述逐级向下 进行综合、验证、实现，直到物理级的低层次描 述，即掩膜版图。  各设计阶段相互联系，例如，寄存器传输级描述 是逻辑综合的输入，逻辑综合的输出又可以是逻 辑模拟和自动版图设计的输入，版图设计的结果 则是版图验证的输入。  ICCAD系统介入了包括系统功能设计、逻辑和 电路设计以及版图设计等在内的集成电路设计的 各个环节 主要内容 系统描述及模拟  综合  逻辑模拟  电路模拟  时序分析  版图设计的CAD工具  计算机辅助测试技术  器件模拟和工艺模拟 系统描述与模拟：VHDL语言及模拟  VHDL语言出现背景 一种硬件描述语言 （hardware description language ） 广义地说，描述电子实体的语言：逻辑图，电路图 大规模电路的出现: 逻辑图、布尔方程不太适用 需要在更高层次上描述系统 出现多种HDL语言，为便于信息交换和维护，出现工业标准 通常指高层设计阶段描述硬件 HDL语言的特点 抽象地进行行为描述  结构化语言：可以描述电子实体的结构  多层次混合描述  既可被模拟，又可被综合 能提供VHDL模拟器的公司：Cadence、Mentor Graphics、Viewlogic 、Synopsys等大型EDA公司和 CLSI、Model-Technology、Vantage等专门公司  Verilog VHDL语言  基本概念：描述硬件电路，可以抽象地表示电路 的行为和结构（完成什么功能，怎样组成） 作用： 对IC设计，支持从系统级到门和器件级的电路描 述，并具有在不同设计层次上的模拟验证机制 可作为综合软件的输入语言，支持电路描述由高 层向低层的转换  建模机制、模拟算法、模拟环境 建模机制  基本结构  行为描述  结构描述