Hướng dẫn sử dụng phần mềm cadence

Trong file Schematic, để lấy ra các linh kiện như transistor PMOS, CMOSthì ban đầu chọn các linh kiện bằng cách chọn trên thanh công cụ Create-> Instance hoặc bấm phím tắt i thì cửa sổ A

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM CADENCE

Design by: Hoang Hong Hanh ĐTVT13-HVKTQS

I Cách mở, đăng nhập vào phần mềm Cadence

1. Ban đầu khởi động VMwave

2 Chọn File -> open mở ra máy ảo kích vào nút chạy màu xanh để chạy.

3 Sau khi khởi động hệ điều hành Red Hat Enterprise Linux 4 ta có màn hình

đăng nhập hệ thống: Usename: root, Password: 123456.

4 Click chuột phải chọn Open Terminal.

5 Sau đó sử dụng các lệnh cơ bản trong Linux để mở phần mềm VirtuosoCadence:

6 Để tạo thư viện mới chọn File-> New-> Library-> Đặt tên thư viện library: (Ví dụ là Nhom4) Ta chọn Attach to an existing technolody library Nhấn OK Tiếp theo chọn thư viện công nghệ (Technology Library): tsmc18.

II Hướng dẫn cách vẽ Schematic và mô phỏng bằng Cadence Schematic

Ví dụ hướng dẫn vẽ mạch và mô phỏng cổng logic cơ bản: OR 2 đầu vào Cácbước thực hiện để vẽ sơ đồ nguyên lý Schematic như sau:

1. Để tạo một cell mới ta chọn File->New-> Cellview-> Chọn tên Cell: OR, View:

Schematic-> OK.

2 Trong file Schematic, để lấy ra các linh kiện như transistor PMOS, CMOS

thì ban đầu chọn các linh kiện bằng cách chọn trên thanh công cụ Create->

Instance (hoặc bấm phím tắt i) thì cửa sổ Add Instance hiện ra rồi để chọn thư viện

Library click Browse: Chọn thư viện: tsmc180, cell: pmos2v, view: symbol -> Ok

Lấy transistor Nmos tương tự

3 Để thay đổi đặc tính của transistor: thay đổi transistor PMOS chọn Q thayđổi L=180nm, W(M)=4um Còn thay đổi NMOS: L=180nm, W(M)=1um để thỏamãn độ rộng của Pmos lớn hơn Nmos gấp 2n lần với n là số đầu vào

Sau khi đã nhập giá trị cho linh kiện ta đưa ra màn hình làm việc của CadenceVirtuoso Schematic

4 Sau khi đã đưa ra file mô phỏng thì kết nối đường dây của linh kiện lại sử

dụng phím tắt W (hoặc bấm Create-> Wire) Ta được mạch như hình

vẽ-5 Khi kết nối xong, chọn Pin cho các đầu vào, đầu ra bằng cách bấm phím tắt

P (hoặc chọn trên thanh công cụ: Create-> Pin).

Chọn các chân pin ở mục Pin Names như : VDD, GND, A, B; mục Direction: chọn Input Bấm OK.

Chọn các chân pin đầu ra ở mục Pin Names: OUT; mục Direction chọn:

Output Bấm OK

Nối các chân pin đầu vào, đầu ra như hình vẽ

6 Sau khi đã vẽ xong sơ đồ nguyên lý thì Save and Check lại Nếu có lỗi thì

kiểm tra và sửa lại sơ đồ nguyên lý

7 Muốn tạo Symbol: Chọn trên thanh công cụ Create-> Cellview-> from

Cellview -> OK, Sau đó vẽ lại hình dạng của cổng OR.

8 Mô phỏng sơ đồ nguyên lý

Mở thư viện analoglib để lấy các dạng đầu vào

Để tạo nguồn: click vào file trên thanh công cụ -> open -> library -> Chọn thư viện: analoglib, chọn cell: vdc, chọn dạng symbol -> OK.

Muốn tạo đất Ground: click vào file trên thanh công cụ -> open -> library -> Chọn thư viện: analoglib, chọn cell: vdc, chọn dạng symbol Ấn OK.

Tương tự để tạo xung đầu vào: click vào file trên thanh công cụ -> open ->

library -> Chọn thư viện: analoglib, chọn cell: vpluse, chọn dạng symbol Ấn OK

Để thay đổi các đặc tinh của dạng đầu vào thì bấm phím tắt Q cửa sổ Edit Object

Properties thay đổi nguồn VDD ở mục DC Voltage là 1,8V

Tương tự thay đổi đặc tính đầu vào là các xung pluse có điện áp 1 (Voltage 1)

= 0V, điện áp 2 (Voltage 2) = 1,8V, chu kì xung (period) = 1ns, sườn lên (rising

time) =50ps, sườn xuống (falling time ) = 50ps

Sau đó, chọn nối các dạng đầu vào mạch nguyên lý.

Để thực hiện mô phỏng, chọn Launch->ADE L sẽ chạy ra môi trường mô phỏng Bấm vào biểu tượng Choose Analyes bên góc phải màn hình rồi chọn

thời gian stop là 10ns, chọn moderate -> ấn OK.

Bấm tiếp vào biểu tượng Setup Outputs chọn from Schematic rồi kích vào các đường đầu vào, đầu ra Bấm OK.

Chọn Run để chạy mô phỏng, ta thu được kết quả:

III Hướng dẫn vẽ Layout

1.Để mở file Layout chọn file-> new-> cell: OR, view: layout Bấm OK.

Trong file Layout, chọn các linh kiện bằng cách bấm phím tắt I, chọn các linh kiện:

PMOS, CMOS từ thư viện tsmc180 Chọn Open-> Library: tsmc180 -> cell:

pmosv2 hoặc nmosv2, view: layout.

Đưa các linh kiện ra màn hình layout

Chọn linh kiện PMOS bấm Q để thay đổi L=180 nm, W=4 nm Tương tự thay

3 Tạo nguồn chọn M1_NACTIVE từ thư viện tsmc180 bằng cách bấm phím

tắt i, chọn Browse -> library: tsmc180, cell: M1_NACTICE, view: symbolic Chọn

giá trị hàng và cột của nguồn sao cho nó bao phủ hết các PMOS Ví dụ chọn 4hàng, 22 cột

Tạo đất tương tự chọn M1_PACTIVE và cũng chọn giá trị hàng và cột chophù hợp.

4 Sau khi đã chọn các linh kiện, ta bắt đầu kết nối 2 cổng Body với nhau.Lớp Body bao gồm 3 lớp là: lớp DIFF, lớp METAL1, lớp NIMP

Để vẽ từng lớp đơn giản hơn thì ta có thể hiển thị riêng mình lớp đó bằng

cách: chọn trên thanh công cụ LSW, chọn NV, trên thanh công cụ của cửa sổ Layout, chọn View -> Redraw (hoặc phím tắt Clt+R) Lần lượt kết nối các cổng

Body của transistor PMOS, CMOS

Lớp Metal1 dùng để kết nối với nguồn hoặc đất

Các lớp Metal 2 nối các cổng D hoặc S với nhau Để vẽ được lớp Metal ta

dùng các lỗ via Lấy lỗ via bằng cách click vào Create trên thanh công cụ -> Via hoặc bấm phím tắt o chọn: M2_M1.

Tạo tên của các Pin: Để tương thích giữa Schematic và Layout thì ta phảiđánh tên cho các Pin của Layout: A, B, OUT, VDD, GND Muốn gán Pin cho lớpmetal nào thì phải chọn label tương ứng của metal đó Ví dụ muốn gán Pin cho lớpmetal2 (Metal2 draw) thì phải chọn Metal2 pin tương ứng.

5 Kết nối các cổng theo đúng sơ đồ nguyên lý

Ta được mạch layout như sau:

IV Kiểm tra DRC

Để kiểm tra nếu layout vi phạm các luật thiết kế hay không thì ta thực hiện

bằng cách lựa chọn: Calibre trên thanh công cụ -> Run DRC.

Calibre sẽ yêu cầu một file runset để load file Browse

file:/root/TSMC180PDK/analog_traning_pdk/Calibre/drc/caliber.drc

Bấm Run DRC để chạy.

Sau đó sẽ hiện ra một bảng kiểm tra lỗi Nó sẽ hiển thị tổng số lỗi vi phạm luậtcủa Layout Kích vào nút mũi tên trên thanh công cụ để chuyển đến lỗi cần sửa.Bấm từng lỗi để sửa trên mạch Layout

Sau khi sửa lỗi, thì quay lại DRC để xác nhận lại các lỗi xem đã được sửachưa Khi quay trở lại DRC thì phải lưu lại file vừa mới sửa Khi đã sửa xong thìcác nút tích xanh sẽ xuất hiện Trường hợp khi check lại còn 6 lỗi thì đây là các lỗi

về mật độ nên có thể chấp nhận được và chạy DRC thành công

Khi đó chạy thành công DRC sẽ hiện như hình vẽ trên và sẽ chuyển sang bướctiếp theo là kiểm tra sự tương thích giữa mạch nguyên lý schematic và layout(LVS)

V Kiểm tra LVS

Mặc dù layout có thể đã kiểm tra xong DRC, nhưng mạch vẫn không hoạtđộng đúng như mong đợi nếu nó không thích hợp với mạch nguyên lý Ví dụ nếuquên kết nối cổng Body ở mạch nguyên lý, mặc dù ở Layout đã kết nối và quabước DRC thì LVS sẽ báo thiếu đường ở cổng Body

Để chạy LVS chọn: Calibre -> LVS Tương tự như khi mở DRC, 1 cửa sổ xuất

hiện và yêu cầu file runset để mở Browse tới file:

/root/TSMCPDK/analog_training_pdk/Calibre/lvs/caliber.lvs

Sau đó bấm Run LVS để chạy

Cửa sổ LVS RVE sẽ hiện các lỗi giữa mạch nguyên lý schematic và layoyut.LVS sẽ kiểm tra các linh kiện, các chân pin xem có được nối đúng không Ta phải

VI Chạy PEX

Trong phần này sẽ mô tả cách để trích các thành phần ký sinh từ mạch layout

Nó bao gồm các tụ điện và điện trở

Để chạy PEX chọn: Calibre -> Run PEX Tương tự xuất hiện 1 cửa sổ yêu cầu file runset browse tới file: /root/TSMCPDK/analog_training_pdk/Calibre

/PEX/calibre.rcx

Sau đó kiểm tra Input bên trái và Layout click vào “ Export from layout

viewer” và trong Netlist click vào “ Export from schematic viewer” Thêm vào đó,

trong mục Outputs bên trái để đảm bảo rằng mục Netlist-> Format được chọn tới

CALIBREVIEW.

Click vào “Run PEX” để chạy

Sau khi hoàn thành thì ta sẽ thấy 1 cửa sổ Calibre view setup Ở mục Calibre

View Type chọn Schematic và Open Calibre Cellview chọn Read-mode Bấm OK

Sau đó file tham số ký sinh sẽ xuất hiện trên màn hình

VII Post-Simulation

Ở bước này phải chạy lại mô phỏng thiết kế khi thêm các tham số ký sinh vào

Trước tiên tạo 1 file schematic: vào file->new->cellview: library: Nhom4,

Cell: OR_test, View: schematic.

Trong cửa sổ schematic này, ta gọi symbol OR vừa vẽ được ở thư viện Nhom4,cell: OR Ở đây thiết lập đầu vào, đầu ra để chạy mô phỏng.

Bước tiếp theo, là tạo 1 file config bằng cách: file->New->Library: Nhom4,

cell: OR_test, view: config.

Name: spectre rồi bấm OK Khi đó ở cửa sổ New Configuration mục Gobal Bindings: sửa ở mục View list: thì viết thêm Calibre vào Rồi chọn OK.

Lưu file config này lại Rồi ở mục Cell Bindings chọn vào thư mục của mình click chuột phải chọn Set Cell View: Calibre -> OK.

Quay lại cửa sổ schematic vừa tạo chạy lại mô phỏng rồi quan sát kết quả