cadence微电子设计芯片设计

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1、IC设计工具原理（Cadence应用）哈尔滨工程大学微电子学专业第一章IC设计基础集成电路设计就是根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期以保全全局优化，设计出满足要求的集成电路。其最终的输出是掩模版图，通过制版和工艺流片得到所需的集成电路。IC设计基础集成电路制造过程示意图：IC设计基础集成电路设计域主要包括三个方面：行为设计（集成电路的功能设计）结构设计（逻辑和电路设计）物理设计（光刻掩模版的几何特性和物理特性的具体实现）IC设计基础集成

2、电路设计层次主要包括五个层次：（１）系统级（２）算法级（３）寄存器传输级（RTL级）（４）逻辑级（５）电路级IC设计基础集成电路设计特点：（1）集成电路对设计正确性提出了更为严格的要求。（2）集成电路对外引出端的数目受外形尺寸限制，外形尺寸与封装内芯片的引脚数目不可能同步增加，给芯片的检测带来困难。（3）集成电路的布局、布线等版图设计更加复杂，只有最终生成设计版图，通过制作掩模、流片，才能真正实现集成电路的各种功能。（4）集成电路设计必须采用分层次设计和模块化设计。IC设计基础避免集成电路设计中出现错误措施有：（1）在芯片中设置容错电路，

3、使芯片具有一定的修正功能。（2）借助计算机辅助设计工具（EDA工具）对设计的每个阶段进行反复验证和检查，并对物理因素与电学性能的交织问题进行考虑，以保证设计的正确性。IC设计基础设计信息描述：集成电路设计信息描述主要有设计图和语言描述方式。与设计层次相对应的设计描述主要有功能描述、逻辑描述、电路描述、版图描述。功能和逻辑描述可用设计图和语言实现。逻辑描述用逻辑图和逻辑语言实现。电路描述用电路图实现。版图描述采版图实现IC设计基础IC设计流程：IC设计基础理想的IC设计：根据设计要求进行系统编译，得到系统性能和功能描述；由系统性能和功能描述

4、直接编译出逻辑和电路描述；再由逻辑和电路描述直接编译出相应的物理版图描述。但由于缺少有效的CAD工具，这种技术迄今难以实现。目前硅编译器是设计自动化程度最高的一种设计技术，可实现算法级或寄存器传输级到掩模版图，但是适用于少数几种高度规则结构的集成电路。IC设计基础典型的实际分层次设计流程：IC设计基础分层次设计流程主要适用于数字系统设计，模拟IC设计基本上是手工设计。即便是数字IC设计，也需要较多的人工干预。IC设计基础IC设计方法（1）全定制设计（2）半定制设计通道门阵列法门海法（3）定制设计标准单元法通用单元法第二章EDA概述电子设计

5、自动化（EDA：ElectronicDesignAutomation）就是利用计算机作为工作平台进行电子自动化设计的一项技术。涵盖内容：系统设计与仿真，电路设计与仿真，印制电路板设计与校正，集成电路版图设计数模混合设计，嵌入式系统设计，软硬件系统协同设计，系统芯片设计，可编程逻辑器件和可编程系统芯片设计，专用集成电路设计等EDA概述高级硬件描述语言的完善和IP（IntellectualProperty）芯核被广泛使用，使得电子系统和设计方式发生了根本性的转变。IP是集成电路知识产权模块的简称，定义为：经过预先设计、预先验证，具有相对独立的

6、功能，可以重复使用在SoC和ASIC中的电路模块。IP分三类：软核IP固核IP硬核IPEDA概述软核IP（softIP）是用可综合的硬件描述语言描述的RTL级电路功能块，不涉及用与什么工艺相关的电路和电路元件实现这些描述。优点：设计周期短，设计投入少，不涉及物理实现，为后续设计留有很大发挥空间，增大了IP的灵活性和适应性。缺点：会有一定比例的后续工序无法适应软核IP设计，从而造成一定程度的软核IP修正，在性能上有较大的不可预知性。EDA概述硬核IP（HardIP）是经过布局、布线并针对某一特定工艺库优化过的网表或物理级版图，通常是GDSⅡ

7、-Stream的文件形式。优点：在功耗、尺寸方面都作了充分的优化，有很好的预知性。缺点：由于对工艺的依赖性使得其灵活性和可移植性都较差。EDA概述固核IP（FirmIP）是已经基于一般工艺库进行了综合和布局IP核，通常以网表的形式提交客户使用。固核IP在结构、面积以及性能的安排上都已进行了优化。固核IP提供了介于软和IP和硬核IP之间的一个折中方案，比起硬核IP，具有较好的灵活性和可移植性，比起软和IP在性能和面积上有较好的可预知性。EDA概述EDA发展概况：（1）20世纪60、70年代出现计算机辅助设计（CAD）（2）随后出现CAE、C

8、AM、CAT、CAQ。（3）20世纪80年代，初级的具有自动化功能的EDA出现。（4）20世纪90年代，EDA技术渗透到电子设计和集成电路设计各个领域，形成了区别于传统设计的整套设计思想和方法