《集成電路CAD》大綱郭

1、集成電路CAD教學(xué)大綱Integrated Circuit CAD課程編號： 0713315課程性質(zhì)：專業(yè)限選課適用專業(yè)：微電子學(xué)先修課程：集成電路設(shè)計(jì)原理后續(xù)課程：綜合設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)總學(xué)分： 3.0學(xué)分其中實(shí)驗(yàn)學(xué)分 : 1.0教學(xué)目的與要求 : 本課程是微電子學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)選修課，集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)包括邏輯設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、器件設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)計(jì)等階段的 CAD,本課 程介紹集成電路CAD的各個(gè)階段的CAD的基本原理，以及若干 CAD軟件包的使 用方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解并掌握集成電路 CAD技術(shù)的基本原理 和內(nèi)容，并要求同學(xué)能通過上機(jī)實(shí)踐，熟悉主要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的一些 C

2、AD軟件的 使用方法。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排序號1234 章目名稱第一章概述第二章電路基礎(chǔ)第三章 Spectre 電路模擬 第四章版圖設(shè)計(jì)學(xué)時(shí) 分配24410序號567 章目名稱第五章版圖驗(yàn)證第六章自動布局布線第七章 UNIX 知識及基本操作學(xué)時(shí)分配642 第一章概述（2 學(xué)時(shí)）第一節(jié)集成電路的發(fā)展史第二節(jié)集成電路的發(fā)展趨勢第三節(jié)集成電路的設(shè)計(jì)方法第四節(jié)集成電路的輔助設(shè)計(jì)工具基本要求：了解集成電路的發(fā)展趨勢和設(shè)計(jì)工具第二章CMOS電路基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）第一節(jié)理想開關(guān)與布爾運(yùn)算第二節(jié)MOSFET開關(guān)第三節(jié)基本的CMOS邏輯門第四節(jié)CMOS復(fù)合邏輯門第五節(jié)傳輸門（TG）電路重點(diǎn)：基本的CMOS邏輯門；CM

3、OS復(fù)合邏輯門 難點(diǎn)：CMOS復(fù)合邏輯門?；疽螅赫莆栈镜?CMOS邏輯門的電路特征 第三章電路模擬（ 4 學(xué)時(shí)）第一節(jié)電路模擬引入第二節(jié)電路模擬分析 重點(diǎn)：模擬測試電路的搭建；模擬類型分析。難點(diǎn)：模擬類型分析。基本要求：掌握電路模擬的分析方法第四章版圖設(shè)計(jì)10 學(xué)時(shí)）第一節(jié)基本概念第二節(jié)基本工藝層版圖第三節(jié)CMOS版圖入門第四節(jié)FET版圖尺寸的確定第五節(jié)CMOS版圖設(shè)計(jì)方法第六節(jié)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則第六節(jié)其他類型版圖簡介第九節(jié)版圖的識別重點(diǎn)：基本工藝層版圖；CMOS版圖設(shè)計(jì)方法；版圖設(shè)計(jì)規(guī)則。難點(diǎn)：版圖的識別?；疽螅赫莆栈竟に噷影鎴D，理解版圖設(shè)計(jì)規(guī)則第五章版圖驗(yàn)證（6 學(xué)時(shí)）第一節(jié)版圖驗(yàn)證

4、的概念第二節(jié)版圖的幾何規(guī)則檢查（ DRC）第三節(jié)版圖的參數(shù)提取（ EXTRACTE）D 第四節(jié)版圖與原理圖一致性檢查（ LVS） 重點(diǎn)：版圖的幾何規(guī)則檢查；版圖的參數(shù)提取；版圖與原理圖一致性檢 查。難點(diǎn)：版圖與原理圖一致性檢查。基本要求：理解版圖驗(yàn)證的概念，掌握參幾何規(guī)則檢查和參數(shù)提取第六章自動布局布線（4學(xué)時(shí)） 第一節(jié)自動布局布線的概念 第二節(jié)自動布局布線（APR流程 第三節(jié)自動布局布線工具 SE 重點(diǎn)：布局布線前的準(zhǔn)備；SE設(shè)計(jì)流程。 難點(diǎn)：布局布線前的準(zhǔn)備。 基本要求：理解自動布局布線的概念，掌握自動布局布線流程 第七章 UNIX 知識及基本操作（ 2 學(xué)時(shí)）第一節(jié)UNIX系統(tǒng)的基本常識

5、第二節(jié)UNIX系統(tǒng)下CADENCES計(jì)軟件的操作重點(diǎn)：UNIX系統(tǒng)的常用命令；CADENCES計(jì)軟件的操作。難點(diǎn)：CADENCES計(jì)軟件的操作?；疽螅赫莆誙NIX系統(tǒng)的常用命令教材：1、自編教材集成電路CAD講義主要參考書目：1、 鄧紅輝等譯CMOS集成電路版圖、電子工業(yè)出版社、 2006年2、 周潤德譯超大規(guī)模集成電路與系統(tǒng)導(dǎo)論、電子工業(yè)出版社、2004年3、 周潤德等譯集成電路掩模設(shè)計(jì) 、清華大學(xué)出版社、2006年4、朱正涌編著，張開華主審半導(dǎo)體集成電路，清華大學(xué)出版杜2001年集成電路CAD課程實(shí)驗(yàn)大綱( Integrated Circuit CAD)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)、目的及任務(wù)：通過實(shí)驗(yàn)，

6、使學(xué)生對集成電路 CAD技術(shù)的基本原理和內(nèi)容有所了解，并要 求同學(xué)能通過上機(jī)實(shí)踐，熟悉主要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的一些CAD軟件的使用方法。配套教材：集成電路CAD軟件，集成電路CAD軟件及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主要儀器設(shè)備：工作站，微型計(jì)算機(jī)，相應(yīng)軟件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排序號1234 學(xué)時(shí)分配4基于Virtuoso Schematic的原理圖設(shè)計(jì)輸入4基于 Affirma Analog Simulator 的功能仿真基于Virtuoso Layout XL的版圖設(shè)計(jì)4版圖參數(shù)提取與后模擬實(shí)驗(yàn)名稱序號5678 實(shí)驗(yàn)名稱版圖設(shè)計(jì)的層次化設(shè)計(jì)Pad層次結(jié)構(gòu)的使用運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)二階通用濾波器的設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)分配4444實(shí)驗(yàn)一

7、、基于Virtuoso Schematic的原理圖設(shè)計(jì)輸入（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：建立自己的設(shè)計(jì)賬戶；使用原理圖作為設(shè)計(jì)輸入方式；創(chuàng)建一 個(gè)新的設(shè)計(jì)工作庫；創(chuàng)建二輸入與非門的原理圖視圖，并生成元件視圖。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅簩W(xué)習(xí)了解 UNIX操作系統(tǒng)的基本框架結(jié)構(gòu)，較為熟練使用 該系統(tǒng)的常用操作命令；熟練掌握原理圖設(shè)計(jì)輸入的方法和步驟；能夠熟練掌 握工藝庫的一般結(jié)構(gòu)，并能夠正確使用其中的單元設(shè)計(jì)自己的電路系統(tǒng)。注意點(diǎn)：建庫時(shí)千萬不要忘了載入工藝庫。實(shí)驗(yàn)二、基于 Affirma Analog Simulator的功能仿真（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：為二輸入的與非門創(chuàng)建一個(gè)

8、測試電路；在 Affirma 中使用 Spectre Spice對所建測試電路進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅赫莆諟y試電路建立的方法及相關(guān)參數(shù)的調(diào)用設(shè)置；掌握 使用SPECTR進(jìn)行電路模擬仿真的方法和步驟。對 CMOS電路及基本電路特征 要熟知，并能夠正確分析模擬結(jié)果。注意點(diǎn)：使用SPECTR的模擬操作。實(shí)驗(yàn)三、基于Virtuoso Layout XL的版圖設(shè)計(jì)（4 學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用Virtuoso layout XL創(chuàng)建版圖；晶體管版圖的聯(lián)接；創(chuàng)建標(biāo) 準(zhǔn)單元；手工布線。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅赫莆帐褂?Virtuoso layout XL創(chuàng)建版圖的方法和步驟；掌 握XL創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)單元

9、的方法；領(lǐng)會手工布線的方法和技巧。注意點(diǎn)：使用Virtuoso layout XL創(chuàng)建版圖的方法實(shí)驗(yàn)四、版圖參數(shù)提取與后模擬（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：版圖參數(shù)提?。话鎴D與原理圖一致性檢查；后模擬。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅赫莆瞻鎴D參數(shù)提取的操作和對所參數(shù)的分析；掌握版圖 與原理圖一致性檢查的操作和對結(jié)果的分析反饋；掌握后模擬的方法和前后模 擬的對比分析。注意點(diǎn)：版圖與原理圖一致性檢查的結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)五、版圖設(shè)計(jì)的層次化設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單元作層次化設(shè)計(jì)；采用手工的方法幫助標(biāo)準(zhǔn) 單元成功實(shí)現(xiàn)互連；使用 CCAF布線；版圖后模擬。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅簩W(xué)習(xí)層次化

10、設(shè)計(jì)的方法；掌握手工幫助標(biāo)準(zhǔn)單元互連的 方法；掌握使用CCAF布線的方法和步驟。注意點(diǎn)：使用CCAF布線的方法實(shí)驗(yàn)六、Pad層次結(jié)構(gòu)的使用（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)帶有 PAD的原理圖；使用LayoutXL和macro “ placepad生成AMI0.6pad框架；使用 VCR完成布線。.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅菏煜в?PAD的原理圖的設(shè)計(jì)；掌握pad框架的生成方 法；掌握VCR的使用。注意點(diǎn)： pad 框架的生成方法實(shí)驗(yàn)七、運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)（ 4 學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)帶有補(bǔ)償電容和正負(fù)電源的運(yùn)算放大器，并完成布局 布線和模擬仿真。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅毫私?/p>

11、運(yùn)算放大器的類型和結(jié)構(gòu)；了解該放大器的電路功 能；掌握簡單模擬電路的布局布線和模擬仿真。注意點(diǎn)：模擬電路的模擬實(shí)驗(yàn)八、二階通用濾波器的設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：使用前面所學(xué)的方法設(shè)計(jì)一個(gè) 2 階的通用濾波器，完成布局布 線和模擬仿真。實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅毫私鉃V波器的電路結(jié)構(gòu)和功能；熟悉通用濾波器的設(shè)計(jì) 流程；獨(dú)立完成布局布線，會分析模擬后的結(jié)果。注意點(diǎn)：分析模擬后的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)講義：自編集成電路CAD實(shí)驗(yàn)講義集成電路CAD課程設(shè)計(jì)大綱一、課程簡介：課程以Cade nee軟件為主要設(shè)計(jì)工具，要求學(xué)生在理論課程后完成基本項(xiàng) 目設(shè)計(jì)，掌握器件，電路單元，常用電路模塊 CIC設(shè)計(jì)方法，具備芯片設(shè)計(jì)的 基本技能。學(xué)習(xí)使用工具：Cade nee Composei設(shè)計(jì)輸入，Cade nee Spectre電路模擬， Cade nee Viruoso LayoutEdi版圖編輯，Cade nee Diva版 圖驗(yàn)證，veriliog HDL 語 言。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、 BICMOS數(shù)/模電路模塊；2、存儲器模塊；3、數(shù)字模塊。三、課程設(shè)計(jì)要求：1 課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)： 32 學(xué)時(shí)2. 45人自愿組成一組。原則上班