5.1設(shè)計規(guī)則檢查5.2版圖的提取習(xí)題第5章設(shè)計規(guī)則檢查和版圖提取

最簡單的設(shè)計規(guī)則包括幾何圖形或幾何圖形之間的寬度、間距、伸出或包圍，具體的設(shè)計規(guī)則的定義取決于流片的芯片制造廠提供的規(guī)范。

對版圖進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查通常包括兩個基本步驟：

(1)定義適用于該版圖的設(shè)計規(guī)則。

(2)執(zhí)行設(shè)計規(guī)則檢查。

5.1設(shè)計規(guī)則檢查

Tanner的L-Edit支持三種格式的設(shè)計規(guī)則文件，分別是：

標(biāo)準(zhǔn)的TannerDRC規(guī)則設(shè)置；

MentorGraphicsCalibre；

CadenceDracula。5.1.1運(yùn)行DRC

運(yùn)行DRC是為了保證流片之前所設(shè)計的版圖滿足流片工藝的規(guī)范，否則生產(chǎn)出來的芯片將不能執(zhí)行相關(guān)的功能。

要對整個單元的版圖進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查，選擇命令Tools→DRC。如果只對單元的一部分進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查，選擇命令Tools→DRCBox，然后在要檢查的版圖上按住鼠標(biāo)左鍵畫一個矩形框來確定檢查的范圍。在運(yùn)行DRC的過程中，在版圖界面會出現(xiàn)一個與圖5.1類似的對話框，這個對話框中列出了被檢查單元的名字、使用的設(shè)計規(guī)則文件的名字、當(dāng)前正在檢查的設(shè)計規(guī)則的名字、使用的時間、估計要做完全部檢查所剩余的時間及已經(jīng)完成的設(shè)計規(guī)則檢查的數(shù)量。對每個檢查出來的錯誤，對話框中會列出規(guī)則名和錯誤的數(shù)量。這個對話框中的內(nèi)容同樣會被保存在DRC結(jié)果報告中。可以通過DRC錯誤導(dǎo)航來查看DRC結(jié)果報告，所使用的命令是Actions→OpenDRCSummaryReport。每個單元都有DRC狀態(tài)，DRC狀態(tài)有三種：

(1)?Needed，即此單元還沒有進(jìn)行DRC檢查，或者在檢查完畢后對其進(jìn)行了編輯。

(2)?Passed，即此單元已經(jīng)進(jìn)行了DRC檢查，沒有發(fā)現(xiàn)違反規(guī)則的設(shè)計。

(3)?Failed，即此單元已經(jīng)進(jìn)行了DRC檢查，發(fā)現(xiàn)有違反規(guī)則的設(shè)計。

可以在設(shè)計導(dǎo)航中查看單元的DRC狀態(tài)，如圖5.2(a)所示；或者對單個單元可以選擇Cell→Info命令，在出現(xiàn)的對話框中DRC后的框中查看，如圖5.2(b)所示。圖5.1執(zhí)行DRC時出現(xiàn)的對話框圖5.2查看單元的DRC狀態(tài)

DRC運(yùn)行結(jié)束后，在版圖界面會出現(xiàn)DRC錯誤導(dǎo)航窗口，其中給出了錯誤總數(shù)、被檢查單元的名字、違反設(shè)計規(guī)則的內(nèi)容及違反個數(shù)、錯誤所在單元、錯誤列表，如圖5.3所示。點(diǎn)擊錯誤列表(Error1，Error2，…)，則在版圖的相關(guān)位置會標(biāo)記出錯誤范圍，如圖5.4所示。圖5.3錯誤導(dǎo)航窗口圖5.4標(biāo)記DRC錯誤在錯誤導(dǎo)航界面中有一些圖標(biāo)對查看和修改DRC錯誤很有幫助。點(diǎn)擊圖標(biāo)“”可以使錯誤標(biāo)記在顯示和隱藏之間切換。對版圖進(jìn)行修改后，如果想要去掉錯誤標(biāo)記，點(diǎn)擊錯誤導(dǎo)航界面中的圖標(biāo)“”。點(diǎn)擊圖標(biāo)“”可以在版圖中標(biāo)記下一個DRC錯誤，點(diǎn)擊圖標(biāo)“”可以在版圖中標(biāo)記上一個DRC錯誤。點(diǎn)擊圖標(biāo)“”可以對錯誤導(dǎo)航界面進(jìn)行設(shè)置，對于一般的DRC檢查，默認(rèn)的設(shè)置是比較符合需要的，不需要另外再作修改。點(diǎn)擊圖標(biāo)“”會出現(xiàn)一個下拉菜單，此菜單中比較經(jīng)常用的選項(xiàng)是“ExportDRCResult”，即導(dǎo)出DRC結(jié)果。5.1.2交互式DRC

交互式DRC用于在版圖編輯的過程中檢查版圖是否有違反設(shè)計規(guī)則的地方，以保證設(shè)計的正確性。在畫圖的過程中，軟件會自動提醒所作編輯是否滿足設(shè)計規(guī)則要求。

在Tanner的L-Edit中嵌入的DRC檢查支持以下類型的設(shè)計規(guī)則：寬度(Width)、間距(Spacing)、圍繞(Surround)、交疊(Overlap)、伸出(Extensionoutof)。下面詳細(xì)介紹這幾種

規(guī)則。

1．寬度(Width)

寬度規(guī)則規(guī)定了在指定繪圖層上的對象的最小寬度，測量寬度的值是從圖形的邊沿內(nèi)側(cè)算起的，如圖5.5所示。圖5.5寬度的定義

2．間距(Spacing)

間距規(guī)則規(guī)定了對象之間應(yīng)該分開的最小距離，對象可能在同一繪圖層上，也可能在不同繪圖層上，如圖5.6(a)所示。在這里需要注意的是，當(dāng)兩個對象的外邊框相切、相交或相互包含的時候，不認(rèn)為它們違反了間距規(guī)則，如圖5.6(b)所示。圖5.6間距的定義

3．圍繞(Surround)

圍繞規(guī)則定義在一種繪圖層上的對象必須被另一種繪圖層上的對象完全包圍的最小距離，如圖5.7(a)所示。如果對象A應(yīng)該被對象B圍繞，而在版圖中對象A完全在對象B之外，則進(jìn)行設(shè)計規(guī)則檢查的時候也不認(rèn)為違反了圍繞規(guī)則，如圖5.7(b)所示。圖5.7圍繞規(guī)則的定義

4．交疊(Overlap)

交疊規(guī)則定義了一種繪圖層上的對象必須交疊另一種繪圖層上的對象的最小距離，如圖5.8(a)所示。如果兩個對象的外邊框相切或完全分離一定的距離，也不認(rèn)為違反了交疊規(guī)則，如圖5.8(b)所示。圖5.8交疊規(guī)則的定義

5．伸出(Extensionoutof)

伸出規(guī)則定義了一種繪圖層上的對象必須伸出另一種繪圖層上對象的邊界的最小距離，如圖5.9(a)所示。如果兩個對象相外切、分離或包含(不含內(nèi)切)，也不認(rèn)為違反了設(shè)計規(guī)則，如圖5.9(b)所示。圖5.9伸出規(guī)則的定義啟動交互式DRC的方法是點(diǎn)擊圖標(biāo)“”。例如要畫一個N阱，在N阱層方框的寬度沒有達(dá)到設(shè)計規(guī)則中所定義的最小寬度的時候，方框周圍始終是紅色的提示線，如圖5.10(a)所示。當(dāng)寬度達(dá)到設(shè)計規(guī)則所規(guī)定的最小寬度的時候，提示線會變成藍(lán)色，如圖5.10(b)所示。由此可見，交互式DRC可以有效地提高版圖編輯的效率。圖5.10利用交互式DRC繪圖版圖的提取是對版圖進(jìn)行驗(yàn)證的一種方法。提取版圖會產(chǎn)生一個網(wǎng)表，網(wǎng)表是對與版圖相對應(yīng)的電路圖的器件和連接關(guān)系進(jìn)行描述的文件。網(wǎng)表可以用于對版圖進(jìn)行驗(yàn)證。

提取的過程是通過版圖幾何圖形和它們所代表的電路器件之間的關(guān)聯(lián)性來定義的。這種關(guān)聯(lián)是在提取定義文件(.ext)中定義的。在提取定義文件中包含了要提取的器件和連接的一個列表。提取定義文件可以用于定義兩個不同工藝層之間的連接以及以類別、器件繪圖層、引腳和模塊名稱定義的器件。5.2版?圖?的?提?取要提取節(jié)點(diǎn)或元件到網(wǎng)表中，必須在節(jié)點(diǎn)或元件的繪圖層上添加端口，端口是用與節(jié)點(diǎn)或元件相同的繪圖層上的方框或多邊形來表示的，因此在版圖中僅僅需要繪出節(jié)點(diǎn)或元件而不用對端口進(jìn)行標(biāo)注，抽取網(wǎng)表的時候?qū)雎源斯?jié)點(diǎn)或元件。

利用命令Tools→Extract可以從當(dāng)前激活的文件中提取網(wǎng)表。運(yùn)行提取命令后打開的對話框如圖5.11所示。圖5.11提取對話框在對話框中，標(biāo)簽General中的選項(xiàng)用于指定輸入和輸出文件的名字；標(biāo)簽Output中的選項(xiàng)用于指定提取的電路寫入輸出網(wǎng)表的方式；標(biāo)簽Subcircuit中的選項(xiàng)用于指定支電路提取的參數(shù)。

點(diǎn)擊Run按鈕可以開始進(jìn)行提取操作，Accept按鈕用于保存當(dāng)前設(shè)置而不執(zhí)行提取操作。

每個標(biāo)簽下的選項(xiàng)詳細(xì)介紹如下。

1．General標(biāo)簽下的選項(xiàng)

(1)?Extractdefinitionfile：輸入的提取定義文件?？梢杂肂rowse按鈕瀏覽選擇該文件，點(diǎn)擊后面的“Edit”按鈕可以將文件以文本方式打開。

(2)?SPICEextractoutputfile：包含提取后網(wǎng)表的輸出文件的名字?？梢杂肂rowse按鈕選擇輸出文件的路徑，點(diǎn)擊后面的“Edit”按鈕可以將輸出文件以文本方式打開，這樣會同時將Extract對話框關(guān)閉。

(3)?Overwriteexistingoutputfiles：此選項(xiàng)被選中，將會導(dǎo)致SPICE輸出文件被自動重寫。

(4)?Labelalldevices：對每個未被命名的器件，在器件所在位置創(chuàng)建一個端口。

2．Output標(biāo)簽下的選項(xiàng)

Output標(biāo)簽頁如圖5.12所示。圖5.12Output標(biāo)簽頁

(1)?Writenodenamesaliases：在網(wǎng)表文件開頭的“NODENAMEALIASES”節(jié)中，將與每個節(jié)點(diǎn)相關(guān)的節(jié)點(diǎn)名都進(jìn)行注釋。例如：

*NODENAMEALIASES

*1=GND(41.85,11.1)

*2=VDD(41.75,16.7)

*3=IN(41.65,13.55)

*4=OUT(42.85,13.65)

(2)?Writedevicecoordinates：在SPICE語句的末尾寫出器件左下角和右上角的坐標(biāo)作為行注釋。例如：

M1OUTINVDDVDDPMOSL=250nW=550n$(42.314.8542.5515.4)

(3)?P-Spicecompatiblecomments：用分號“;”作為行注釋符號來代替“$”以達(dá)到與P-Spice的格式相一致的目的。

(4)?Writeterminalnamesforsubcircuits：在注釋語句中給出子電路的端點(diǎn)名和網(wǎng)表中子電路的狀態(tài)。例如：

X1124ICResPolyL=3.4uW=250n

*X1PLUSMINUSBULK

(5)?Writeshorteddevices：如果在提取定義文件中“IGNORE_SHORTS”被設(shè)置，則在網(wǎng)表的注釋語句中寫出短路的器件，否則短路的器件將被忽略；如果在提取定義文件中“IGNORE_SHORTS”沒有被設(shè)置，則在網(wǎng)表中短路的器件將作為正常器件被寫進(jìn)。

(6)?Writelayercap.&resistancewarnings：將缺少的繪圖層電容和電阻的值寫進(jìn)網(wǎng)表的警告信息中。例如：

*Warning:LayerswithUnassignedAREACapacitance.

*<PMOSCapacitorID>

(7)?Writenode-elementcrossreference：將節(jié)點(diǎn)和器件的前后參照表寫進(jìn)網(wǎng)表文件的注釋中，同時也列出器件的端點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)，識別器件的多邊形之間的邊界及器件的位置。例如：

*NODE-ELEMENTCROSSREFERENCE

*NODE=ELEMENTTerminal(PinEdgeX1PinEdgeY1PinEdgeX2PinEdgeY2)(ElemX1ElemY1ElemX2ElemY2)

*GND=M2B(42.312.1542.5512.7)(42.312.1542.5512.7)

*GND=M2S(42.312.1542.312.7)(42.312.1542.5512.7)

*IN=M1G(42.314.8542.5515.4)(42.314.8542.5515.4)*IN=M2G(42.312.1542.5512.7)(42.312.1542.5512.7)

*OUT=M1D(42.5514.8542.5515.4)(42.314.8542.5515.4)

*OUT=M2D(42.5512.1542.5512.7)(42.312.1542.5512.7)

*VDD=M1S(42.314.8542.315.4)(42.314.8542.5515.4)

*VDD=M1B(42.314.8542.5515.4)(42.314.8542.5515.4)

*ENDOFNODE-ELEMENTCROSSREFERENCE器件端點(diǎn)的縮寫如下：

在電阻、電容、電感中，P為正極，N為負(fù)極；

在二極管中，P為陽極，N為陰極；

在雙極型晶體管中，C為集電極，B為基極，E為發(fā)射極，S為襯底；

在場效應(yīng)晶體管中，D為漏極，G為柵極，S為源極，B為體極。

對于子電路來說，從EXT文件中得到的完整的端點(diǎn)名被寫進(jìn)。例如：

ForSubcircuit,theentirepinnamefromtheEXTfileiswritten.

*1=X1(MINUS)(－1625－1642)(－18.525－1642)

(8)?Writenodesanddevicesas：用來選擇節(jié)點(diǎn)的命名方式。

(9)?Writevaluesinscientificnotation：當(dāng)此選項(xiàng)選中的時候，數(shù)值以科學(xué)計數(shù)法表示。例如：

M1OUTINVDDVDDPMOSL=2.5E-007W=5.5E-007(選擇此項(xiàng))

M1OUTINVDDVDDPMOSL=250nW=550n(不選此項(xiàng))

(10)?WriteverboseSPICEstatements：當(dāng)此選項(xiàng)選中的時候，網(wǎng)表文件中電阻、電感和電容的值用“R=，L=，或C=”的形式表示。

(11)?Writeemptysubcircuitdefinition：在網(wǎng)表文件的頂端寫一個空的子電路定義塊，只在抽取子電路的時候才有可能用到。

(12)?Write.ENDstatement：在網(wǎng)表的結(jié)尾以“.ENDstatement”結(jié)束。

(13)?Wraplinesgreaterthan80chars.：在網(wǎng)表文件中，當(dāng)一行的字符數(shù)超過80個的時候，另起一行。例如：

M1OUTINVDDVDDPMOSL=2.5E－007W=5.5E－007$(42.314.8542.5515.4)

變成

M1OUTINVDDVDDPMOSL=2.5E－007W=5.5E－007+$(42.314.8542.5515.4)

(14)?SPICEincludestatement：指定一個文本并將其寫進(jìn)輸出網(wǎng)表文件中，通常會寫進(jìn).includefile命令，在這里file代表一個模塊或子電路的文件名。

3．Subcircuit標(biāo)簽下的選項(xiàng)

Subcircuit標(biāo)簽頁如圖5.13所示。

(1)?Recognizesubcircuitinstances：激活子電路識別。

(2)?Subcircuitrecognitionlayer：對子電路識別層進(jìn)行命名。

(3)?Writenetlistasasubcircuitdefinition(.SUBCK