Вопросы для самопроверки

Состав, структура библиотек элементов для схемотехнического моделирования с проектными нормами 90 нм БиКМОП технологии

Технологические библиотеки содержат информацию о:

а) Проводниках, контактах, транзисторах;

б) Design Rules (правила проектирования) - минимальные размеры объектов и расстояния между ними;

в) Display - цвета и шаблоны отображаемые на экране;

г) Электрические свойства: сопротивление, емкость.

В Cadence используется язык программирования skill. C помощью этого языка можно автоматизировать многие операции. Подробнее об этом языке можно прочитать в документации Cadence.

Для создания вида schematic используется инструмент Virtuoso Schematic Composer. Это интерактивный редактор для построения вида schematic посредствам добавления основных компонент (транзисторы, резисторы, емкости и т.д.) и соединения их друг с другом. Значения (свойства) компонент можно выставить в соответствии со спецификацией. Можно также добавить текст и комментарии.

В схемотехническом редакторе также можно создать вид symbol. Вид symbol можно использовать в других частях конструкции.

Инструмент моделирования - «Spectre», «UltraSim» запускается из схемотехнического редактора и все необходимые файлы для моделирования формируются автоматически. Моделирование проводят на так называемом тестовом «стенде» - это отдельный вид, который тоже является видом редактора Composer-Schematic, в котором проект присутствует как инстанция. Стенд так же содержит источники сигналов и питания.

Для создания топологии используется Virtuoso Layout Editor. Топология состоит из геометрических фигур разных цветов. В зависимости от формы, размера и цвета слоя в дальнейшем формируется литографическая маска.

В топологическом редакторе можно использовать инстанции, т. е. топология тоже может иметь иерархическую структуру.

Для проверки топологии на соответствие электрическим и геометрическим правилам существуют инструменты проверки DRC (Design Rules Checks).

Rule-файл - это текстовый файл, содержащий в себе исходный код всех используемых при верификации правил и информацию об экстрактируемых приборах для процесса экстракции из топологии.

Для написания rule-файлов используется специально разработанный интерфейс. Он имеет ряд особенностей, отличающих его от всех остальных языков высокого уровня.

Обобщённая структура rule - файла включает следующие виды записей:

- Назначение слоёв.

- Глобальная генерация слоёв

- Комментарии

- Ссылки на другие файлы

- Описание правила

- Описание глобальных переменных

- Описание операций экстракции соединений

- Описание операций экстракции паразитных элементов

Применительно к проверке правил проектирования, правило описывается следующим образом:

[имя проверки] {@[комментарий]

[слой1]

[слой2]

},

где [имя проверки] - уникальное имя проверки, которое не должно повторяться и под которым результат проверки(при его наличии) будет внесён в отчёт о проверке;

[слой1], [слой1] - имена слоёв или операции над слоями, результат которых будет являться результатом проверки нарушения этого правила.

[комментарий] - текстовый комментарий, который будет включён в отчёт вместе с сообщением о результате проверки.

Пример:

A1151 {@Minimum DIFF width ... 0.8

INT DIFF < 0.8 ABUT>0<90 SINGULAR

}

При обнаружении полигонов, удовлетворяющих вышеуказанному условию, они будут включены в отчёт о проверке как результат правила, то есть ошибка. Комментарием к результату будет являться выражение «Minimum DIFF width ... 0.8», в переводе означающее «минимальная ширина диффузии 0.8». Это позволяет непосредственно указать на ошибку в проверяемой топологии. Рекомендуется в каждом правиле использовать чёткий комментарий, точно указывающий на ошибку и возможные пути её устранения.

Для описания экстракции соединений используются 6 основных записи: ATTACH, CONNECT, DISCONNECT, LABEL ORDER, SCONNECT, STAMP.

Экстракция приборов производится с помощью операции экстракции:

«DEVICE [element name] ([model name]) [device layer] [pin layer] ([pin name]) … <[auxiliary layer]> … ([swap list]) NETLIST MODEL [netlist model name] NETLIST ELEMENT [netlist element name] TEXT MODEL LAYER [text layer] TEXT PROPERTY LAYER [text layer] [ [property specification] ] » - Эта операция экстрактирует прибор с именем [element name] и соответствующей ему моделью [model name]. При этом к имени элемента добавляется его номер с целью избежать повторения. Нумерация начинается с 0.

Здесь: [device layer] - слой-признак для данного типа элемента(он должен соответствовать только этому элементу и никакому другому), [pin layer] ([pin name]) - задание терминалов элемента: в слое [pin layer] располагается терминал с именем [pin name].

Если при вычислении параметров используются какие-либо слои, кроме слоя-признака и слоёв терминалов, то они должны быть перечислены как вспомогательные слои ( <[auxiliary layer]> ). «[swap list]» - список взаимозаменяемых терминалов (терминалы конденсатора, сток и исток КМОП транзистора), его элементами могут быть как названия терминалов, так и названия слоёв этих терминалов. Терминалы в одинаковых слоях автоматически считаются взаимозаменяемыми.

Пример использования списка значений: «DEVICE R resistor_layer metal1 metal2 » - эта операция экстрактирует резистор с именем «R», слоем-признаком является «resistor_layer», два терминала резистора располагаются в слоях «metal1», поверхностное сопротивление резистора равно 0.047 Ом/мкм² (рис.5.3). В данном случае используется стандартный элемент R. Результатом этой экстракции будет элемент схемы вида: «R3 CLK VDD 0.5» - резистор с автоматически сгенерированным именем R3, автоматически вычисленным сопротивлением 0,5 Ом, подключённый к узлам «CLK» и «VDD». Этот способ вычисления параметров не позволяет корректно вычислять параметры резисторов сложной формы.

Рис.5.3. Топология резистора RSN сложной формы

Рассмотрим генерацию слоев при разработке правил для слоя POLY1. Правила для слоя POLY описаны в табл.5.1.

Таблица 5.1. Описание правил для слоев POLY

Рис.5.4. Иллюстрация правил для слоев POLY

Другие правила проектирования (DRC) для слоев и приборов приведены в табл.5.2. Каждое правило пояснено соответствующими иллюстрациями, изображенными на рис.5.4, 5.5.

Таблица 5.2. Описание правил для слоев N+ IMPLANT

Рис.5.5. Иллюстрация правил для слоя N+ IMPLANT

1. Что такое PDK и что он в себе содержит?

2. Какие программные приложения позволяют провести маршрут схемотехнического и топологического проектирования?

3. Перечислите основные средства для проверки точности и верности выполнения проектирования схемы?

4. Что включают в себя правила проектирования DRC и LVS?

5. В каких уровнях иерархии позволяет работать САПР Cadence

6. Что подразумевается под понятием «инстанция»?

7. Опишите структуру компонентов САПР Cadence