cadence电路图转为版图
软件: cadence
Cadence电路图转版图完整流程及关键步骤
1. 前置准备：原理图设计与验证
在转换前需完成原理图绘制（使用OrCAD Capture CIS或Virtuoso Schematic Editor），并确保以下要求：
- 所有器件均来自带版图的库（避免信号源等无版图元件）；
- 接口引脚已正确放置（如电源、地、信号输入输出），且引脚名称大写（如VDD、GND、VIN）；
- 运行DRC（设计规则检查），修复原理图中的错误（如未连接引脚、重复网络名）；
- 生成Netlist文件（原理图与版图的桥梁，包含元件及连接信息）。
2. 新建版图文件
- 打开Cadence PCB/IC设计工具（如Allegro PCB Design GXL或Virtuoso Layout Editor）；
- 选择「File → New → Layout」，设置版图参数：
- 单位：根据工艺要求选择（如μm、mil）；
- 栅格：设置合适的捕捉栅格（如10μm），确保元件与连线对齐；
- 外框：绘制板外框（定义PCB/芯片的实际尺寸），所有元件与布线不得超出。
3. 导入原理图信息到版图
3.1 导入器件
- 方法1（Virtuoso）：在原理图界面选择「Create → Cellview → From Cellview」，输入版图单元名称（如“inv_layout”），勾选“Instances”（仅导入器件），点击OK生成版图框架；
- 方法2（Allegro）：通过「File → Import → Capture Schematic」导入原理图Netlist，软件自动识别元件并将器件符号放置到版图中；
- 调整器件：使用「M（移动）」快捷键调整器件位置，确保布局符合电气性能（如模拟与数字电路分区）和物理约束（如散热空间）。
3.2 导入引脚与Netlist
- 导入后，原理图中的网络名（如NET_VIN、NET_OUT）会同步到版图，需将器件引脚与对应网络名关联（如PMOS的源极连接VDD网络）；
- 使用「Softpin（软引脚）」代替实际引脚（尤其在模拟电路中），便于后续自动布线时调整引脚位置。
4. 布局优化（SDL方法提升一致性）
采用SDL（Schematic Driven Layout，原理图驱动版图）方法，保持原理图与版图的拓扑一致性：
- 运行「SDL → Generate Hierarchy」，设置：
- 勾选「Keep Topology Schematic To Layout」（保留原理图与版图的连接关系）；
- 设置「Scale」（尺寸转换比例，如30倍，用于模拟电路的精细布局）；
- 取消「Do Nothing」（若未使用Mapping文件）；
- 利用「Device Matching（器件匹配）**功能：对运放中的差分对管（如NMOS对）调整摆放顺序（如ABBA→ABAB）、拆分小MOS管数量（满足匹配精度），并通过「Mirror Y」（Y轴镜像）实现对称布局，减少工艺偏差。
5. 连线与过孔设计
- 布线：使用「P（布线）」快捷键，选择对应金属层（如M1层用于信号线、M2层用于电源/地）；
- 模拟电路：优先布关键信号（如输入、输出），采用短而宽的连线减少寄生参数；
- 数字电路：使用自动布线工具（如Allegro的Auto Router），优化布线密度；
- 过孔：使用「O（过孔）」快捷键添加，选择合适类型（如M1_AA：连接M1金属层与AA有源区）；
- 覆盖金属：用「P（划线）」给过孔覆盖金属层（如VDD过孔覆盖M1层），调整宽度（避免与相邻信号短路）；
- 标注：添加网络标签（如「VDD」「GND」），便于后续检查。
6. 版图验证（DRC、LVS、PEX）
6.1 DRC（设计规则检查）
- 打开「DRC工具」（如Virtuoso的「Check → DRC」），导入工艺库提供的DRC规则文件（如SMIC 180nm工艺的DRC规则）；
- 运行DRC，修复所有错误（如过孔与金属间距不足、器件超出板外框），确保版图符合制造要求。
6.2 LVS（版图与原理图一致性检查）
- 打开「LVS工具」（如Cadence的「Assura LVS」），导入工艺库的LVS规则文件；
- 运行LVS，检查版图与原理图的元件匹配（如电阻、电容值）和连接关系（如所有信号线是否连通）；
- 若出现错误（如未连接的引脚），需回到版图或原理图中修改，直至LVS通过（显示“Smile”图标）。
6.3 PEX（寄生参数提取）
- 打开「PEX工具」（如Assura PEX），导入工艺库的寄生参数提取规则文件；
- 运行PEX，提取版图中的寄生电阻（R）、电容（C）、电感（L）（如过孔的寄生电容、布线的寄生电阻）；
- 将寄生参数反标到原理图，进行后仿真（如SPICE仿真），验证电路在实际版图中的性能（如增益、带宽是否符合设计要求）。
7. 导出版图文件
- 完成所有验证与优化后，选择「File → Export → Layout」，导出版图文件：
- Gerber文件：用于PCB制造（包含所有层的图形信息）；
- GDSII文件：用于IC制造（包含版图的几何数据）；
- OASIS文件：现代IC设计常用格式（压缩率高，支持多层数据）。
以上流程涵盖了Cadence环境下从原理图到版图的核心步骤，其中SDL方法（用于模拟电路）和严格的验证环节（DRC、LVS、PEX）是确保版图质量的关键。实际设计中需根据电路类型（模拟/数字/混合信号）和工艺要求（如CMOS、BiCMOS）调整具体参数。
1. 前置准备：原理图设计与验证
在转换前需完成原理图绘制（使用OrCAD Capture CIS或Virtuoso Schematic Editor），并确保以下要求：
- 所有器件均来自带版图的库（避免信号源等无版图元件）；
- 接口引脚已正确放置（如电源、地、信号输入输出），且引脚名称大写（如VDD、GND、VIN）；
- 运行DRC（设计规则检查），修复原理图中的错误（如未连接引脚、重复网络名）；
- 生成Netlist文件（原理图与版图的桥梁，包含元件及连接信息）。
2. 新建版图文件
- 打开Cadence PCB/IC设计工具（如Allegro PCB Design GXL或Virtuoso Layout Editor）；
- 选择「File → New → Layout」，设置版图参数：
- 单位：根据工艺要求选择（如μm、mil）；
- 栅格：设置合适的捕捉栅格（如10μm），确保元件与连线对齐；
- 外框：绘制板外框（定义PCB/芯片的实际尺寸），所有元件与布线不得超出。
3. 导入原理图信息到版图
3.1 导入器件
- 方法1（Virtuoso）：在原理图界面选择「Create → Cellview → From Cellview」，输入版图单元名称（如“inv_layout”），勾选“Instances”（仅导入器件），点击OK生成版图框架；
- 方法2（Allegro）：通过「File → Import → Capture Schematic」导入原理图Netlist，软件自动识别元件并将器件符号放置到版图中；
- 调整器件：使用「M（移动）」快捷键调整器件位置，确保布局符合电气性能（如模拟与数字电路分区）和物理约束（如散热空间）。
3.2 导入引脚与Netlist
- 导入后，原理图中的网络名（如NET_VIN、NET_OUT）会同步到版图，需将器件引脚与对应网络名关联（如PMOS的源极连接VDD网络）；
- 使用「Softpin（软引脚）」代替实际引脚（尤其在模拟电路中），便于后续自动布线时调整引脚位置。
4. 布局优化（SDL方法提升一致性）
采用SDL（Schematic Driven Layout，原理图驱动版图）方法，保持原理图与版图的拓扑一致性：
- 运行「SDL → Generate Hierarchy」，设置：
- 勾选「Keep Topology Schematic To Layout」（保留原理图与版图的连接关系）；
- 设置「Scale」（尺寸转换比例，如30倍，用于模拟电路的精细布局）；
- 取消「Do Nothing」（若未使用Mapping文件）；
- 利用「Device Matching（器件匹配）**功能：对运放中的差分对管（如NMOS对）调整摆放顺序（如ABBA→ABAB）、拆分小MOS管数量（满足匹配精度），并通过「Mirror Y」（Y轴镜像）实现对称布局，减少工艺偏差。
5. 连线与过孔设计
- 布线：使用「P（布线）」快捷键，选择对应金属层（如M1层用于信号线、M2层用于电源/地）；
- 模拟电路：优先布关键信号（如输入、输出），采用短而宽的连线减少寄生参数；
- 数字电路：使用自动布线工具（如Allegro的Auto Router），优化布线密度；
- 过孔：使用「O（过孔）」快捷键添加，选择合适类型（如M1_AA：连接M1金属层与AA有源区）；
- 覆盖金属：用「P（划线）」给过孔覆盖金属层（如VDD过孔覆盖M1层），调整宽度（避免与相邻信号短路）；
- 标注：添加网络标签（如「VDD」「GND」），便于后续检查。
6. 版图验证（DRC、LVS、PEX）
6.1 DRC（设计规则检查）
- 打开「DRC工具」（如Virtuoso的「Check → DRC」），导入工艺库提供的DRC规则文件（如SMIC 180nm工艺的DRC规则）；
- 运行DRC，修复所有错误（如过孔与金属间距不足、器件超出板外框），确保版图符合制造要求。
6.2 LVS（版图与原理图一致性检查）
- 打开「LVS工具」（如Cadence的「Assura LVS」），导入工艺库的LVS规则文件；
- 运行LVS，检查版图与原理图的元件匹配（如电阻、电容值）和连接关系（如所有信号线是否连通）；
- 若出现错误（如未连接的引脚），需回到版图或原理图中修改，直至LVS通过（显示“Smile”图标）。
6.3 PEX（寄生参数提取）
- 打开「PEX工具」（如Assura PEX），导入工艺库的寄生参数提取规则文件；
- 运行PEX，提取版图中的寄生电阻（R）、电容（C）、电感（L）（如过孔的寄生电容、布线的寄生电阻）；
- 将寄生参数反标到原理图，进行后仿真（如SPICE仿真），验证电路在实际版图中的性能（如增益、带宽是否符合设计要求）。
7. 导出版图文件
- 完成所有验证与优化后，选择「File → Export → Layout」，导出版图文件：
- Gerber文件：用于PCB制造（包含所有层的图形信息）；
- GDSII文件：用于IC制造（包含版图的几何数据）；
- OASIS文件：现代IC设计常用格式（压缩率高，支持多层数据）。
以上流程涵盖了Cadence环境下从原理图到版图的核心步骤，其中SDL方法（用于模拟电路）和严格的验证环节（DRC、LVS、PEX）是确保版图质量的关键。实际设计中需根据电路类型（模拟/数字/混合信号）和工艺要求（如CMOS、BiCMOS）调整具体参数。
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