cadence把电路图变成版图
软件: cadence
Cadence从原理图到版图的完整流程
将电路原理图转换为可制造的版图（Layout）是集成电路设计的关键环节，Cadence提供了多种工具（如OrCAD Capture CIS、Virtuoso、Allegro）实现这一流程，核心步骤可分为前期准备、器件导入、布局布线、验证优化四大类，以下是详细操作说明：
一、前期准备：确保原理图与库文件正确性
在启动版图设计前，需完成两项基础工作：
1. 原理图验证：完成电路原理图绘制（如使用OrCAD Capture CIS），并为所有元器件添加引脚（Pin）（注意引脚名称需大写，如VDD、GND）；运行DRC（设计规则检查），确保原理图无电气冲突（如未连接引脚、短路）；生成Netlist（网表），这是原理图与版图的“桥梁”，包含所有元器件及连接信息。
2. 库文件准备：确认工艺库（如SMIC 18mm RF、TSMC 16nm）已正确安装，库中包含器件版图（如MOS管、电阻）、焊盘（Pad）、封装（Package）等信息，确保原理图中的元器件与库中模型一致。
二、器件导入：将原理图元件映射到版图
1. 传统方法：手动导入器件
- 打开Cadence版图工具（如Virtuoso Layout Editor），新建版图文件（File → New → Layout）；
- 通过“File → Import → Capture Schematic”导入原理图，或使用“Create → Cellview → From Cellview”（选择原理图文件）生成版图单元；
- 导入后，通过“Shift+F”显示器件细节，调整器件位置（使用M键移动），确保布局符合初步设计要求。
2. 进阶方法：SDL（原理图驱动布局）
- 适用于模拟/射频电路（如运放、ADC），打开原理图后运行“SDL → Generate Hierarchy”；
- 在弹出界面中勾选Keep Topology Schematic To Layout（保持原理图与版图拓扑一致），设置Scale（原理图到版图的尺寸比例，如30倍），点击“OK”自动生成版图框架；
- 此方法可保留原理图的连接关系，减少手动布局的工作量。
三、布局与布线：构建物理连接
1. 器件布局
- 根据电路功能（如信号流向、电源分布）摆放器件，优先放置核心元件（如运放的输入级、输出级）；
- 遵循设计规则：如MOS管的沟道长度方向（通常沿晶圆切割线）、电容的对称布局（减少寄生参数）、电源器件的分散放置（降低IR压降）；
- 使用“Mirror Y”（Y轴镜像）实现差分对的对称布局，“Fold Number”（折叠数）调整MOS管的排列模式（如ABBA→ABAB，优化匹配性）。
2. 过孔与布线
- 过孔添加：使用“O”键添加过孔（如M1_AA连接金属层1与有源区），选择合适的过孔尺寸（如直径0.2μm，间距0.4μm）；
- 金属布线：使用“P”键绘制金属线（如M1层蓝色线条），连接相同网络名称的引脚（如VDD、GND）；
- 寄生参数提取：布线完成后，运行“PEX（寄生参数提取）”，生成寄生电阻、电容模型（如Rwire、Cjunction），用于后续后仿真。
3. 引脚标注
- 在版图上添加端口标签（如VDD、GND），对应原理图中的引脚名称，确保电气连接正确；
- 使用“Label”工具标注关键信号（如输入/输出端），提高版图可读性。
四、验证与优化：确保版图正确性
1. DRC（设计规则检查）
- 运行版图工具中的“DRC”命令，加载工艺库提供的规则文件（如SMIC 18mm RF的DRC规则）；
- 检查常见错误：过孔与金属层间距不足、器件重叠、布线超出芯片边界；
- 修复所有DRC错误（通常需多次迭代），确保版图符合制造要求。
2. LVS（版图与原理图一致性检查）
- 运行“LVS”命令，加载工艺库中的“LVS rules_file”（如电源/地检查规则）；
- 对比版图与原理图的器件数量、连接关系，若结果显示“Smiley Face”（笑脸），则表示一致；
- 若存在差异（如未连接的引脚），需手动检查并修正。
3. 后仿真
- 提取寄生参数后，使用Cadence Spectre或AMS工具进行后仿真；
- 验证电路在实际版图中的性能（如增益、带宽、功耗），若不符合设计要求，需返回布局布线阶段优化（如调整器件位置、优化布线长度）。
五、导出版图：生成制造文件
- 完成所有验证与优化后，运行“Export → Layout”命令，导出版图文件（如GDSII格式）；
- GDSII文件包含版图的所有几何信息（如器件形状、布线路径），是晶圆厂制造芯片的依据；
- 导出前需确认文件版本、层定义（如金属层、有源区）与工艺库一致。
以上流程涵盖了Cadence从原理图到版图的核心步骤，实际设计中需根据电路类型（数字/模拟、射频/低功耗）调整细节（如模拟电路更注重器件匹配，数字电路更注重布线延迟）。通过严格遵循设计规则与验证流程，可确保版图的正确性与可靠性，为后续芯片制造奠定基础。
将电路原理图转换为可制造的版图（Layout）是集成电路设计的关键环节，Cadence提供了多种工具（如OrCAD Capture CIS、Virtuoso、Allegro）实现这一流程，核心步骤可分为前期准备、器件导入、布局布线、验证优化四大类，以下是详细操作说明：
一、前期准备：确保原理图与库文件正确性
在启动版图设计前，需完成两项基础工作：
1. 原理图验证：完成电路原理图绘制（如使用OrCAD Capture CIS），并为所有元器件添加引脚（Pin）（注意引脚名称需大写，如VDD、GND）；运行DRC（设计规则检查），确保原理图无电气冲突（如未连接引脚、短路）；生成Netlist（网表），这是原理图与版图的“桥梁”，包含所有元器件及连接信息。
2. 库文件准备：确认工艺库（如SMIC 18mm RF、TSMC 16nm）已正确安装，库中包含器件版图（如MOS管、电阻）、焊盘（Pad）、封装（Package）等信息，确保原理图中的元器件与库中模型一致。
二、器件导入：将原理图元件映射到版图
1. 传统方法：手动导入器件
- 打开Cadence版图工具（如Virtuoso Layout Editor），新建版图文件（File → New → Layout）；
- 通过“File → Import → Capture Schematic”导入原理图，或使用“Create → Cellview → From Cellview”（选择原理图文件）生成版图单元；
- 导入后，通过“Shift+F”显示器件细节，调整器件位置（使用M键移动），确保布局符合初步设计要求。
2. 进阶方法：SDL（原理图驱动布局）
- 适用于模拟/射频电路（如运放、ADC），打开原理图后运行“SDL → Generate Hierarchy”；
- 在弹出界面中勾选Keep Topology Schematic To Layout（保持原理图与版图拓扑一致），设置Scale（原理图到版图的尺寸比例，如30倍），点击“OK”自动生成版图框架；
- 此方法可保留原理图的连接关系，减少手动布局的工作量。
三、布局与布线：构建物理连接
1. 器件布局
- 根据电路功能（如信号流向、电源分布）摆放器件，优先放置核心元件（如运放的输入级、输出级）；
- 遵循设计规则：如MOS管的沟道长度方向（通常沿晶圆切割线）、电容的对称布局（减少寄生参数）、电源器件的分散放置（降低IR压降）；
- 使用“Mirror Y”（Y轴镜像）实现差分对的对称布局，“Fold Number”（折叠数）调整MOS管的排列模式（如ABBA→ABAB，优化匹配性）。
2. 过孔与布线
- 过孔添加：使用“O”键添加过孔（如M1_AA连接金属层1与有源区），选择合适的过孔尺寸（如直径0.2μm，间距0.4μm）；
- 金属布线：使用“P”键绘制金属线（如M1层蓝色线条），连接相同网络名称的引脚（如VDD、GND）；
- 寄生参数提取：布线完成后，运行“PEX（寄生参数提取）”，生成寄生电阻、电容模型（如Rwire、Cjunction），用于后续后仿真。
3. 引脚标注
- 在版图上添加端口标签（如VDD、GND），对应原理图中的引脚名称，确保电气连接正确；
- 使用“Label”工具标注关键信号（如输入/输出端），提高版图可读性。
四、验证与优化：确保版图正确性
1. DRC（设计规则检查）
- 运行版图工具中的“DRC”命令，加载工艺库提供的规则文件（如SMIC 18mm RF的DRC规则）；
- 检查常见错误：过孔与金属层间距不足、器件重叠、布线超出芯片边界；
- 修复所有DRC错误（通常需多次迭代），确保版图符合制造要求。
2. LVS（版图与原理图一致性检查）
- 运行“LVS”命令，加载工艺库中的“LVS rules_file”（如电源/地检查规则）；
- 对比版图与原理图的器件数量、连接关系，若结果显示“Smiley Face”（笑脸），则表示一致；
- 若存在差异（如未连接的引脚），需手动检查并修正。
3. 后仿真
- 提取寄生参数后，使用Cadence Spectre或AMS工具进行后仿真；
- 验证电路在实际版图中的性能（如增益、带宽、功耗），若不符合设计要求，需返回布局布线阶段优化（如调整器件位置、优化布线长度）。
五、导出版图：生成制造文件
- 完成所有验证与优化后，运行“Export → Layout”命令，导出版图文件（如GDSII格式）；
- GDSII文件包含版图的所有几何信息（如器件形状、布线路径），是晶圆厂制造芯片的依据；
- 导出前需确认文件版本、层定义（如金属层、有源区）与工艺库一致。
以上流程涵盖了Cadence从原理图到版图的核心步骤，实际设计中需根据电路类型（数字/模拟、射频/低功耗）调整细节（如模拟电路更注重器件匹配，数字电路更注重布线延迟）。通过严格遵循设计规则与验证流程，可确保版图的正确性与可靠性，为后续芯片制造奠定基础。
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