模拟集成电路设计工具及使用.pdf

第一部分 模拟集成电路设计工具及使用 1 虽然在许多应用场合的信号处理已转移到数字领域，但是，人们在面对现实世界时，仍需要大量 高品质的模拟电路。随着系统集成度的提高，单片IC 的规模会越来越大，越来越多的SoC 中会包含 连接现实世界物理量的模拟电路。虽然这部分模拟电路只占整个芯片面积的一小部分，但它通常成为 整个系统性能的制约因素和集成电路设计中最困难的部分。因此，仍然需要先进的模拟集成电路设计 工具和有经验的模拟集成电路设计者。本部分的目的就是为模拟集成电路设计者提供必要的设计工具 方面的知识，帮助其成为优秀的模拟集成电路设计师。 时至今日，手工设计深亚微米模拟集成电路已不可能，必须采用先进的EDA 或CAD 工具来进行 设计。在模拟集成电路设计工具领域，使用最多的是美国Cadence 公司的产品。因此本书这部分主要 介绍Cadence 公司的模拟集成电路设计工具，也包含其他公司的一些常用产品，比如Synopsys 公司的 Hspice 等。 与数字集成电路采用标准单元的设计方法不同，模拟集成电路往往采用全定制设计。也就是说， 模拟集成电路设计从交互式的电路图输入开始，经过电路仿真验证，达到设计要求，然后进行人工版 图设计。版图的验证包括设计规则验证（DRC ）和与线路图的一致性检查（LVS ），最后还要进行版图 的寄生参数提取和后仿真验证（Post-simulation ）。 目前已有的EDA 工具已经涵盖了模拟集成电路设计流程的各个阶段，即从电路图输入到后仿真， 如图A 所示。据此，本部分的第1 章首先介绍Cadence 公司的电路图输入工具软件Virtuoso Schematic Composer；在随后的电路仿真和验证阶段，介绍两种常用的仿真工具，分别是Cadence 公司的Spectre 和Synopsys 公司的Hspice 。这章的最后简单地介绍快速仿真工具Ultrasim 的使用。为了加深理解，在 第2 章中给出了一些模拟集成电路的仿真验证实例，包括基准源电路的直流、交流和稳定性分析仿真、 电路的噪声仿真、开关电容电路的周期稳态仿真和周期性传输函数仿真等。第3 章开始介绍版图设计， 首先介绍典型的CMOS 工艺流程，了解和熟悉半导体生产工艺对于版图设计、绘制是非常重要的；然 后介绍版图绘制工具Cadence 的Virtuoso 软件和SpringSoft 公司的Laker 软件，最后给出一些版图设计 中需要注意的常见问题。第4 章介绍两种常用的版图验证工具：Cadence 公司的DIVA 和Mentor Graphics 公司的Calibre，并分别介绍利用这两种工具进行DRC、LVS、寄生参数提取直至后仿真的步骤方法。 最后在第5 章对DIVA 规则文件中的语句和命令进行详细的解释说明，以利于读者更好地理解与版图 验证相关的设计过程。 2 模拟集成电路与数字集成电路设计工具实用教程 DRC/LVS RCX DRC/LVS RCX GDSII 图A 模拟集成电路设计流程 第1 章 电路仿真工具软件使用 3 本章主要介绍几种电路仿真工具软件的使用。前两节介绍 Cadence 的 ADE （Analog Design Environment ）和Synopsys 的Hspice 两种模拟电路仿真工具，第 3 节介绍快速仿真器 Ultrasim 的使用 方法。通过本章的介绍，读