第 圖驗證PPT課件

1、6.1 概述 版圖驗證是指采用專門的軟件工具，對版圖進行幾個項目的驗證，例如是否符合設計規(guī)則？版圖和電路圖是否一致？版圖是否存在短路、斷路及懸空的節(jié)點？借助于計算機和Cadence軟件的功能，對版圖設計進行高效而全面的驗證。經過版圖驗證后，一次流片成功率大大提高。第1頁/共48頁6.1.1版圖驗證的項目 版圖驗證項目包括五項： (1) DRC (Design Rule Check) 設計規(guī)則檢查。 (2) ERC(Electrical Rule Check) 電學規(guī)則檢查。 (3) LVS(Layout Versus Schemati) 版圖和電路圖一致性比較 (4) LPE(Layout P

2、arameter Extruction) 版圖寄生參數提取 (5) PRE(Parasitic Resistance Extruction) 寄生電阻提取其中，DRC和LVS是必做的驗證，其余為可選項目。凡做過DRC和LVS驗證的版圖設計，基本上能一次流片成功。第2頁/共48頁6.1.2 Cadence的版圖驗證工具Cadence軟件包含兩種驗證工具：Diva和Dracula。 1. Diva 是與版圖編輯器完全集成的交互式驗證工具集,它嵌入在Cadence的主體框架中，屬于在線驗證工具，在版圖設計過程中能夠隨時迅速啟動Diva驗證。 有速度較快、使用方便的特點。 在運行 Diva前，事先要準

3、備驗證的規(guī)則文件。 2. Dracula 有運算速度快，功能強大，能驗證和提取較大電路的特點，一般在交付制版之前都用Dracula驗證產品來發(fā)現(xiàn)設計錯誤。但驗證過程要復雜一些。 做DRC選用Diva，完成后用 Dracula運行LVS。第3頁/共48頁6.1.3 版圖驗證過程簡介用Dracula進行版圖驗證過程包括的過程如下： Dracula版圖驗證過程 第4頁/共48頁 (1) 建立規(guī)則文件(Rule File) (2) 編譯規(guī)則文件 (3) 運行Dracula程序。 (4) 如果Dracula發(fā)現(xiàn)驗證的錯誤，它會產生錯誤報告和出錯的數據庫，包含可以用來消除版圖中錯誤的信息。糾正錯誤后重新進

4、行驗證工作，繼續(xù)消除錯誤直到獲得正確的版圖。第5頁/共48頁6.2 Diva DRC規(guī)則文的件建立 第6頁/共48頁6.3 Dracula規(guī)則文件6.3.1 Dracula規(guī)則文件的結構 1. 規(guī)則文件的模塊 規(guī)則文件包含4個塊，每個塊從“*塊名”開始，塊的最后一行以“*END”語句結束。 (1) 描述塊 (Description Block) (2) 輸入層塊（Input-Layer Block) (3) 操作塊 (Operation Block) (4) 繪畫塊 (Plotting Block)第7頁/共48頁2. 語法 在Dracula規(guī)則文件中使用的一些特殊字符總結為下表。 Dracu

5、la規(guī)則文件語法 字 符 說 明 例 空白 分隔變量 AND NDIFF POLY NGATE 間隔 ，逗號 分隔變量 GROUND-NODY = VSS1，VSS2，GND = 等號 分隔變量 AUTOMATCH = YES * 星號 表示控制語句、單元定義或斷 *END 點,必須在第一行 & 表示and 表示連接規(guī)則,必須在第一行的 EXT lay1 lay2 LT 1 & 的符號 最后一個字符 EXT lay1 lay3 LT 1 & EXT lay1Olay3 LT OUTPUT err1 23 括號 包圍選項,不能放空白在括號中 ENCT ptie pwell

6、 SELLT 10 bodptie ； 分號 引入注釋,可放在命令行或分開 * INPUT-LAYER 的行,輸入到分號右邊的是注釋 diff=1；diffusion input layer poly=5；polysilicon input layer metal=7；metal input layer 第8頁/共48頁 3.Dracula規(guī)則文件例 * DESCRIPTION ； ； System description data input section ； PRIMARY = iomux SYSTEM = GDS2 INDISK = 1234 OUTDISK = 5678 SCALE

7、= .001 MICRON MODE = EXEC NOW RESOLUITON = .25 MICRON . . * END ； * INPUTLAYER ； ； Layer mnemonic name definition section ； poly = 5 diff = 7 implant = 2 metal = 9 mcl = 10 epi = 11 . .第9頁/共48頁CONNECTLAYER = diff poly metal PADLAYER = vapox *END ； *OPERATION ； ；Logical，resizing，connection，and spacin

8、g operations ； AND poly diff gate SIZE gate BY 1 ovgate AND diff ovgate difgate ENCO difgate implant LT 4 OUTPUT rule01 5 . . CONNECT metal poly BY mc1 CONNECT poly diff BY epi CONNECT metal diff BY mc1 . . *END第10頁/共48頁6.3.2 建立Dracula規(guī)則文件第11頁/共48頁6.3.3 Dracula規(guī)則文件至Diva規(guī)則文件的轉換 從Dracula規(guī)則文件轉換為Diva規(guī)則文

9、件的方法。 程序轉換的過程和命令如下： % DraculaToDiva :/get filenamenolist ;nolist選項使規(guī)則文件在屏幕上不顯示 :/finish ;告訴翻譯器已經完成輸入,且產生了新的Diva規(guī)則文件。 Diva文件名比filename后多了“iv”兩個字母，使用時要連 同這兩個字母一起輸入，或者將Diva文件名改為drc.rul。 :/abort ;結束轉換器工作 命令get和finish可以分別略寫為g和f。 第12頁/共48頁6.4 運行Diva DRCDiva DRC的運行過程：在版圖窗，選擇命令VerifyDRC.，出現(xiàn)DRC對話框。DRC對話框 第13

10、頁/共48頁 對話框的絕大部分選項都根據默認設定，只有Rule File 和Rule Library 要輸入規(guī)則文件名和規(guī)則文件所在厙名。設置完畢按Ok按鈕，這時CIW窗顯示運行信息，版圖上也出現(xiàn)高亮度的區(qū)域或線段。對檢查出的錯誤逐個糾正，然后存盤。錯誤高亮度顯示 CIW窗顯示共有6個錯誤 第14頁/共48頁Find Marker 對話框 marker text 對話框 查看版圖文件的錯誤，選擇Verify Markers Find.，出現(xiàn)“Find Markers”對話框。打開框中Zoom To Markers 開關，單擊apply，出現(xiàn)marker text 對話框，指出了錯誤的原因和位置

11、。第15頁/共48頁 在對話框中每按Next 鍵一次,屏幕就翻動一頁并顯示一個新錯誤(按Previous 鍵則向前翻動一頁且顯示錯誤) 。 按Next 鍵和Previous 鍵向前和向后翻頁并顯示錯誤 到最后一個錯誤時，出現(xiàn)對話框提。 提示最后一個錯誤 第16頁/共48頁 反相器版圖的4個錯誤都是由于P+注入包圍P管有源區(qū)的寬度不足1m(只有0.9 m) 造成, 把這個錯誤糾正了，版圖中就不再有錯誤。 錯誤數減少為4個 第17頁/共48頁 可以選擇命令Verify Markers Explain查看錯誤原因。方法：選中該命令，用鼠標在版圖上有錯誤并且需要了解原因的地方單擊。選擇命令Verify

12、 Markers Delete 可把這些錯誤提示刪除。 P+注入包圍有源區(qū)的寬度只有0.9 m 造成錯誤 第18頁/共48頁6.5 運行Dracula DRC 6.5.1 驗證步驟 對版圖進行DRC檢查前,先要根據設計規(guī)則編寫相應的規(guī)則文件。 用Dracula運行DRC的步驟（以二選一多路選擇器(mux2)的版圖為例）： (1)建立單元mux2的gds文件 在CIW中,選FileExportStrem.,出現(xiàn)Virtuoso Stream Out對話框。Strem Out對話框的設置 第19頁/共48頁 Virtuoso Stream Out對話框剛打開時,庫名、單元名和視圖類型名都是空白，點

13、擊Library Browsor按鈕，出現(xiàn)Library Browsor對話框，點擊框中的庫、單元和視圖類型名，即test,mux2和layout（都高亮度），再點擊Close關閉右框，上述三個名字會自動導入左框中相應的位置。 在Run Directoty中鍵入/test/mux2/drc，再按OK鍵即可。 在Output File中會自動生成mux2.gds，表示輸出文件是GDS格式。 Stream Out對話框設置完成后，CIW和STRMOUT PopUp Message框都會顯示GDS文件已經建立成功。顯示GDS文件建立成功 第20頁/共48頁(2)建立運行目錄 1）mux2的全路徑是/

14、root/test/mux2，相對路徑是/test/mux2。在單元mux2下建立運行drc的目錄，目錄名定為drc。 2）設提示符為%，操作如下： % pwd % /root/test/mux2 % mkdir drc % ls schematic layout drc % cd drc % pwd % /root/test/mux2/drc 3）用Dracula編寫的運行DRC的規(guī)則文件為csmc06.drc，這個文件在/root/verify目錄下： % /root/verify % ls csmc06.drc csmc06.lvs 4）把文件csmc06.drc拷貝到運行drc的目錄下

15、： % cp /verify/csmc06.drc /test/mux2/drc第21頁/共48頁(3) 修改規(guī)則文件 1）對文件csmc06.drc進行修改。在/root/test/mux2/drc目錄下，用vi(或more)打開文件 % vi csmc06.drc 2）csmc06.drc文件中改動的部分用黑線框畫出來。(4) 在/test/mux2/drc目錄下執(zhí)行： % PDRACULA : /g csmc06.drc : /f第22頁/共48頁(5) 運行 % 這時屏幕顯示如下：運行119級后,DRC驗證過程結束。第23頁/共48頁6.5.2 結果分析 DRC運行完成后會產生很多文件

16、, 如圖所示。其中drcpr.sum為輸出結果，可進入該文件查看錯誤信息，包括所有的錯誤種類、顯示cell中錯誤所在的位置等。顯示輸出文件和目錄 第24頁/共48頁 drcpr.sum包括4個部分： （1）All ERROR CELLS LISTING 表示DRC所有錯誤的種類。 （2）OUTPUT CELL SUMMARY 區(qū)域顯示cell中有DRC錯誤的位置,有5個違犯設計規(guī)則的錯誤。第25頁/共48頁（3）PROBLEM GEOMETRY ERROR LISTING 列出有問題的單元。第26頁/共48頁（4）INPUT COMMAND LISTING 顯示DRC要執(zhí)行的命令文件內容。 要

17、進一步了解錯誤信息，進入版圖窗，選擇命令ToolsDracula Interactive, 如圖所示。運行這個命令前，版圖窗菜單欄中命令菜單只有Tools、Design等9項，運行命令后命令菜單變?yōu)?3項，增加了DRC、LVS和LPE等項。 選擇 Dracula Interactive 菜單欄的命令菜單增加了新選項 第27頁/共48頁 在版圖窗選命令DRCSetup.,出現(xiàn)對話框。在框內輸入路徑/test/mux2/drc，點擊OK鍵，會出現(xiàn)圖示的3個窗口:第一個窗口(View DRC Error)表示DRC錯誤顯示的地方,第二個窗口(Rules Layer Window)顯示DRC錯誤的種類

18、,第三個窗口(Reference Window)顯示目前的圖形在單元版圖中的位置。圖 6.16 選DRCSetup 第28頁/共48頁3個顯示錯誤信息的窗口第29頁/共48頁 View DRC Error對話框中，Command的下拉菜單如圖所示。 Command的下拉菜單 第30頁/共48頁 在圖 Rules Layer Window對話框中，顯示了4個錯誤，它們和文件drcpr.sum中第二部份顯示的幾個錯誤文件相同。 要顯示版圖中的錯誤，也從Rules Layer Window對話框開始，過程如下： 1）在Rules Layer Window 框內選中第二條錯誤，該行高亮度。 2）第二條

19、錯誤的代碼(c09D61.DAT)進入View DRC Error對話框的文本區(qū)。點擊它的Fit Current Error按鈕，對應的錯誤就顯示在版圖上。 3）再按View DRC Error對話框中的Explain按鈕，錯誤原因會顯示在另一個對話框中。顯示錯誤的過程 第31頁/共48頁 執(zhí)行完命令DRCSetup后，版圖窗中DRC的下拉菜單都變得可選了，如圖所示。在下拉菜單中，選命令DRCSelect Error File.，出現(xiàn)Select DRC Error File對話框。檢查出的幾條錯誤列在框中，如果打開每條錯誤項前面的開關，就可把錯誤顯示在版圖當中，選擇了幾個選項就顯示幾個錯誤。

20、菜單DRC的下拉菜單 Select DRC Error File對話框 第32頁/共48頁6.6 運行Dracula LVS6.6.2 運行過程 LVS的運行過程圖。LVS運行流程 第33頁/共48頁 用Dracula運行LVS的步驟如下： 1)建立運行目錄，即在單元mux2下建立運行l(wèi)vs的目錄，設目錄名為lvs。 % /root/test/mux2/lvs 2)準備版圖的gds文件(與運行DRC步驟1相同)。 3)建立電路網表。在CIW窗中，選命令FileExportCDL.,出現(xiàn)“Virtuoso CDL Out”對話框。第34頁/共48頁Virtuoso CDL Out 對話框 4)運

21、行LVS的規(guī)則文件csmc06.lvs包含在verify目錄下，把這個文件拷貝到運行LVS的目錄下。 % cp /verify/csmc06.lvs /test/mux2/lvs 5)修改規(guī)則文件。 % cd /test/mux2/lvs % vi csmc05.lvs 規(guī)則文件中有3處需要修改： PRIMARY = ；改為單元名mux2 INDISK = ；改為gds文件名，如mux2.gds PRINTFILE = ；改為err.gds 修改完畢存盤(save)。第35頁/共48頁 6)輸入命令 % LOGLVS 這一步由LOGLVS的邏輯網表編譯器將電路圖的CDL描述轉換為晶體管級網表。

22、 7)繼續(xù)輸入 ：cir mux2.cdl : con mux2 : x ；退出LOGLVS編譯系統(tǒng) 8)在/test/mux2/LVS下執(zhí)行： % PDRACULA ；/g csmc06.lvs :/f PDRACULA是個預處理器,它完成3個任務： 檢查規(guī)則文件csmc06.lvs中有無語法錯誤； 編譯規(guī)則文件并存儲到文件中,文件包含提供Dracula任務的命令； 從主庫至運行目錄建立符號連接,并將它放入文件中。 9)運行 % 第36頁/共48頁6.6.3 輸出報告解讀 在當前目錄/test/mux2/lvs下,運行查閱目錄命令: % pwd % /test/mux2/lvs % ls第3

23、7頁/共48頁 其中的lvspr.lvs是發(fā)現(xiàn)錯誤的輸出報告。 報告的開頭及前面幾個項目如下所示。第38頁/共48頁1. LVS報告格式FILTER(layout)summary 將80列打印行分為兩部分，前40列是電路圖部分，后40列為版圖部分，中間以冒號(:)隔開。本部分打印版圖一邊的統(tǒng)計摘要。REDUCE(layout)summary 對REDUCE選項列表。由于這些選項和電路圖一邊是相同的，它們在REDUCE(schematic)部分不重復。FILTER(schematic)summary 打印電路圖一邊的統(tǒng)計摘要。REDUCE(schematic)summary 對電路圖邊的簡化統(tǒng)計

24、列表。Main LVS report body 是LVS報告的核心。Repeat summary 是LVS報告的結尾部分，重復報告主體部分的摘要，可以迅速瀏覽LVS的結果。第39頁/共48頁2. LVS報告慣例 當列表顯示LVS發(fā)現(xiàn)的錯誤時,遵循下列慣例： (1) 匹配和不匹配器件數 (2) 電路圖部分和版圖部分 在LVS報告中,位于行中點的冒號(:)將行分為左右兩部分，左邊為電路圖部分,右邊為版圖部分。 (3) 匹配節(jié)點識別 版圖節(jié)點和電路圖節(jié)點都使用電路圖的節(jié)點名。 (4) 不匹配電路圖節(jié)點識別 若在電路圖中找到的節(jié)點沒有對應的版圖節(jié)點,就在這些節(jié)點前加問號,如?A、?B和?C。 (5)

25、匹配器件的識別 把匹配的器件并排列表,電路圖器件列在冒號(:)左邊，版圖器件列在右邊。兩種器件都有內部產生的唯一器件編號，后面緊跟器件類型和可選的器件子類型。電路圖器件也可能有邏輯門類型和該特殊門內的器件名。版圖器件有自然單位的X和Y地址。 然后LVS按連接到匹配器件的節(jié)點列表。 (6) 不匹配電路圖器件的識別 若找到的電路圖器件版圖中沒有對應的版圖器件,就在器件號前加問號(?),在版圖器件一邊為(* UNMATCHED *)。 (7) 不匹配版圖器件的識別 和（6）相同,若找到的版圖器件沒有對應的電路圖器件,仍然在器件號前加問號(?) 對應的電路圖器件為(* UNMATCHED *)。 (8

26、) 連接節(jié)點表第40頁/共48頁3. 查找和消除錯誤 LVS使用節(jié)點和器件的擴展名識別錯誤的電路圖節(jié)點、器件或子電路，也識別較高級別的門或部件的功能塊。對于版圖器件，LVS以自然單位打印X和Y的位置，而且，LVS的錯誤類型能產生圖示輸出，在某些情況下，它比列表(像表示陣列的重復錯誤)能更直接指出錯誤。4. LVS的錯誤類型 LVS錯誤類型有以下15種： (1) 匹配的節(jié)點上沒有器件; (2) 匹配的器件上有不匹配的節(jié)點; (3) 器件不匹配; (4) 匹配的節(jié)點上有多余的版圖器件; (5) 匹配的節(jié)點上有多余的電路圖器件; (6) 匹配的節(jié)點上有非匹配的版圖和電路圖器件; (7) 其它不匹配的版圖器件; (8) 其它不匹配的電路圖器件; (9) 器件類型(N型和P型,多晶電阻或擴散電阻)不匹配; (10) 器件的尺寸(W或L)不匹配; (11) MOS可逆性錯誤; (12) 襯底連接不匹配; (13) 器件的電源連接不匹配(多電源供電的情況); (14) 簡化多個并聯(lián)MOS管為單個MOS管時出錯; (15) 過濾多余的器件時出錯。第41頁/共48頁6.6.4 錯誤的糾正 在進行LVS驗證的版圖窗，選擇命令LVSSetup，出現(xiàn)LVS Set