LEdit实验指导书1Word格式.docx
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软件
功能
S-Edit
(编辑电路图)
T-Spice
(电路分析与模拟)
W-Edit
(显示T-Spice模拟结果)
L-Edit
(编辑布局图,自动布局布线,DRC,电路转化)
LVS
(版图和电路图对比)
TannerPro的设计流程如图1所示。
将要设计的电路先以S-Edit编辑出电路图,再将该电路图输出成SPICE文件。
接着利用T-Spice将电路图模拟并输出成SPICE文件,如果模拟结果有错误,则回到S-Edit检查电路图,如果T-Spice模拟结果无误,则以L-Edit进行布局图设计。
用L-Edit进行布局图设计后要以DRC功能做设计规则检查,若违反设计规则,再将布局图进行修改直到设计规则检查无误为止。
将验证过的布局图转化成SPICE文件,再利用T-Spice模拟,若有错误,再回到L-Edit修改布局图。
最后利用LVS将电路图输出的SPICE文件与布局图转化的SPICE文件进行对比,若对比结果不相等,则回去修正L-Edit或S-Edit的图。
直到验证无误后,将L-Edit设计好的布局图输出成GDSII文件类型,再交由工厂去制作整个电路所需的掩膜板。
3、版图设计图例
图1热驱动器版图设计
图2微梳齿谐振器版图设计
图3微马达的版图设计
图4MEMS二维旋转镜
图5微陀螺仪的版图设计
三、实验内容及步骤
1、基本操作
(1)打开L-Edit程序:
双击图标
,执行ledit.exe程序,界面如下图所示。
(2)另存新文件:
选择File---SaveAS命令,打开“另存为”对话框,在“保存在”下拉列表框中选择存储目录,在“文件名”文本框中输入新文件的名称,例如:
My_design,后缀名为.tdb。
(3)取代设定:
选择File---ReplaceSetup命令,将出现一个对话框,单击Fromfile下拉列表框右侧的Browser按钮,选择所需要的.tdb文件,单击OK按钮,就可以将该文件的设定选择性应用在目前编辑的文件中。
(4)编辑组件:
L-Edit编辑方式是以组件(Cell)为单位而不是以文件(File)为单位的,每个文件可以有多个Cell,而每个Cell可以表示一种电路布局或说明,每次打开新文件时也自动打开一个Cell并将之命名为Cell0,在编辑画面中的十字代表坐标原点。
(5)环境设定:
绘制布局图,必须要有确定的大小,因此绘图前先要确认或设定坐标与实际长度的关系。
选择Setup命令,打开Design对话框,该对话框共有六页,分别是:
Technology(工艺参数)、Grid(网格参数Selection(选择参数)、Drawing(绘图参数)、Curves(曲线参数)、Xreffiles(外部交叉引用参数)。
在其中的Technology选项卡中出现使用技术的名称、单位与设定,如下图所示,设定1个Lambda为1000个InternalUnit,也设定1个Lambda等于1个Micron。
(6)选择掩膜图形层:
用鼠标在模式栏(ModeBar)的掩模层选择区(LayerArea)中选择所要处理的层名(层号)。
(7)选择绘图形状:
在绘图工具栏中选择工具,直角多边形、45度斜边多边形、任意拐角多边形,直角拐弯线、45度斜线连接、任意拐角线,圆形、圆环、扇区等项目,按鼠标左键拖拽可以画图。
如要绘制一个方形的Poly图层,注意左下角有状态栏,表面绘制的形状、图层、宽度(W)、高度(H)、面积(A)与周长(P)。
分别选择长方形工具、多边形工具,可利用鼠标左键拖拽并点出多边形的端点,右键单击结束,如下图所示。
(8)设计规则检查:
选择Tools---DRCSetup命令,打开DesignRuleCheck对话框,如下图所示,若单击按钮会出现SetupDesignRules对话框,可以设定设计规则。
(9)检查错误:
选择Tools---DRC命令,则进行设计规则检查。
当出错时,系统会显示其违背了设计规则,并标出错误的坐标范围。
(10)修改对象:
将Poly图层的宽度改为2个Lambda,可选择Edit---EditObject(s)命令,打开EditObject(s)对话框,在Boxs下拉列表中选择bottomleftcorneranddimensions选项,将Width微调框改为2.000,单击“确定”即可;
也可利用Alt键加鼠标拖拽的方式来修改对象大小。
修改完毕后再进行设计规则检查。
(11)移动对象:
选择Draw---MoveBy命令,打开MoveBy对话框,设定移动量X方向向右移动一格,单击确定即可。
2、常用操作
键盘操作
◇用"
+"
或"
-"
键放大缩小屏幕;
Home"
键可在全屏幕显示完整图形;
→"
、"
←"
↑"
↓"
键移动图形;
鼠标操作
◇把鼠标指向图形中部任何部位,用Alt+鼠标左键(或者Shift+Alt+鼠标左键)可拖动整个图形移动,形状不变。
◇按下”Z”键后,用鼠标左键在屏幕上拖动一小窗口,可放大观察修改细部;
◇鼠标左键在某图形上定位后,按下”Q”键可使该坐标清零,再次按”Q”键坐标值复原;
复制、拷贝操作
◇图形层内部被选择的图形复制:
首先用鼠标选择需要复制的图形,点击Edit/Copy(或者Ctrl+C)把图形存入粘贴缓冲区(Paste-Buffer),点击Edit/Paste(或者Ctrl+V)即可调出存入粘贴缓冲区中的图形(注意:
图形坐标已变动)。
若再点Edit/Paste还可继续调出存入粘贴缓冲区中的图形,并按上述移动的间距两倍的位置精确定位,以此类推可重复Copy多组图形,用Shift+Alt+鼠标左键将图形拖动到需要安放的位置。
◇当前图形层中被选择的图形复制到另外一个图形层上:
首先用鼠标选择需要复制的图形,点击Edit/Copy(或者Ctrl+C)把图形存入粘贴缓冲区,用鼠标点击图层版中另外一个图层。
点击Edit/PastetoLayer(或者Alt+V)即可调出存入粘贴缓冲区中的图形复制到该图层上。
(注意:
图形坐标已变动)。
◇需要清除某些图形时,用鼠标器右键在屏幕上选择某个矩形或拖动窗口选择一组图形,进入Edit/Cut即可。
实验二L-Edit范例
1、熟悉版图设计工具L-Edit的使用环境;
2、掌握L-Edit的使用技巧;
L-Edit是一个布局图的编辑环境,在此以该软件所附的范例lights.tdb文件为例,进行L-Edit基本结构的介绍。
lights.tdb文件中有很多组件(Cell),例如,lights组件、core组件、IPAD组件、OPAD组件等,每一个组件都是一个布局图,一个组件可以引用其他组件而形成层次式的结构。
三、实验内容
(1)打开L-Edit程序。
(2)打开示范文件:
选择File---Open命令,出现“打开”对话框,在..\LEdit83\Samples\SPR\example1目录中选择lights.tdb文件,此文件为L-Edit的示范电路。
(3)布局图:
打开lights.tdb文件,画面会自动呈现出一个系统布局图—lights组件与一个文字说明—Ce110组件。
lights组件的内容包括了核心逻辑电路部分和周围的焊垫(Pad)。
Cell0组件内说明了此Lights组件作为L-Edit以标准组件自动摆放与绕线的范例,如下图所示。
(4)设计导航:
选择View---DesignNavigator命令,打开DesignNavigator窗口,显示此文件中所有的组件(Cell),例如Lights,Nor2,Nand2,DFFC等。
(5)层次关系:
有些组件会引用到其他组件,其中的层次关系,在DesignNavigator窗口也可以看出来。
Lights组件作为一个系统布局图,是由其他组件组合而成的,可在DesignNavigator窗口中单击Lights旁的+符号,观看其层次关系。
如下图所示,Lights组件引用到Core与Frame等组件,Care组件引用到的最下层次有Nor2,DFFC,Nand2C等组件。
(6)观看组件内容:
双击DesignNavigator窗口内的组件名称,可打开组件编辑窗口,例如,双击Nor2组件即可打开该组件的编辑窗口,或可选择Cell---Open命令打开该组件的编辑窗口,如图所示。
(7)分析各图层:
布局图包含了好几种图层,例如Poly,Metal1,Meta12等,可以通过控制各图层的隐藏或显示状态来观察各图层的位置(通过View-Layer命令来更改)。
以Nor2为例,只显示出Poly图层时的情况,只显示Poly,Active,Nwell图层的情况如下图所示。
利用鼠标选取编辑窗口的对象时,在窗口左下角会出现图层性质,如下图所示,此被选图层形状为方块形(Box),图层为Active,横向宽度20个格点单位,高度为10个格点单位,面积为200个平方格点单位、周长为60个格点单位。
(8)截面观察:
L-Edit有一观察截面的功能,可以模拟制作过程截面图,下面以本范例的Nor2组件为例进行截面观察,选择Tools---Cross---Section命令,结果如图所示。
(9)设计规则检查:
对于一个组件内的布局图,用L-Edit的DRC功能,可检查出此布局图是否符合设计规则,以本范例的Nor2组件为例进行设计规则检查,选择Tools---DRC命令。
(10)转化:
L-Edit也有转化的功能,能够将布局图转化成描述组件与节点状况的netlist文字文件。
以Nor2组件为例进行转化,选择Tools---Extract命令,设定转化文件为Nor2.spc,可利用任何文字编辑器打开转化出的文件。
此转化出的文字文件可在T-Spice模拟时使用或是用于LVS对比。
实验三使用L-Edit画PMOS布局图
1、熟悉版图设计工具L-Edit的使用方法;
2、能运用L-Edit实现器件的布局图;
1、CMOS器件的制作工艺
2、PMOS器件和NMOS器件的版图
PMOS器件的版图
NMOS器件的版图
3、L-Edit使用的注意事项
(1)L-Edit编辑环境是预设在P型基板上,故在P型基板上制作PMOS的第一步是需要做出NWell区,即需设定N阱区;
(2)改变图形大小的方法:
“alt+鼠标拖动边框”;
移动图形的方法“alt+鼠标拖动图形”;
(3)绘制各图层之前需先通过Tools---DRCSetup查看对应的设计规则,从而选择确定图层的大小;
绘制完一个图层都需DRC进行设计规则检查;
(4)各图层绘制无先后顺序的规定;
(5)绘图时可适当使用“尺子”功能:
;
清除图中的“尺寸”使用“View---Objects---Rules”;
(1)打开L-Edit程序。
选择File---SaveAs命令,打开“另存为”对话框,在“保存在”下拉列表框中选择存储目录,在“文件名”文本框中输入新文件名称,例如,exp3。
选择File---ReplaceSetup命令,单击出现的对话框的Fromfile下拉列表右侧的Browser按钮,选择…:
\LEdit83\Samples\SPR\example1\lights.tdb文件,再单击OK按钮,就可将lights.tdb文件的设定选择性应用在目前编辑的文件,包括格点设定、图层设定等。
L-Edit编辑方式是以组件(Cell)为单位而不是以文件(File)为单位的,每一个文件可有多个Cell,而每一个Cell可表示一种电路布局图或说明,每次打开新文件时自动打开一个Cell并将之命名为Cell0,其中,编辑画面中的十字为坐标原点。
(5)设计环境设定:
选择Setup命令,打开Design对话框。
在Technology选项卡中设定1个Lambda为1000个InternalUnit,也设定1个Lambda等于1个Micron;
选择Grid选项卡,其中包括使用格点显示设定、鼠标停格设定与坐标单位设定,在Griddisplay选项组中设定1个显示的格点(Displayedgrid)等于1个坐标单位(Locatorunit),在Suppressgridlessthan文本框中设定当格点距离小于8个像素(pixels)时不显示;
在Cursortype选项中设定鼠标光标显示为Smooth类型,在Mousesnapgrid文本框中设定鼠标锁定的格点为0.5个坐标单位(LocatorUnit),在OneLocatorUnit文本框中设定1个坐标单位为1000个内部单位(InternalUnits)。
设定结果为1个格点距离等于1个坐标单位也等于1个Micron。
(6)选取图层:
在画面左边有一个Layers面板,其中有一个下拉列表,可选取要绘制的图层,例如,Poly,则Layers面板会选取代表Poly图层的红色。
在L-Edit中的Poly图层代表制作集成电路中多晶硅(PolySilicon)所需要的光罩图样。
绘制PMOS布局图会用到的图层包括(NWell图层)、(Active图层)、(NSelect图层)、(PSelect图层)、(Poly图层)、(Metal1图层)、(Metal2图层)、(ActiveContact图层)、(Via图层)。
(7)绘制NWell图层:
L-Edit编辑环境是预设在P型基板上,故不需要定义出P型基板范围。
在P型基板上制作PMOS的第一步流程要先做出NWell区,即需要设计光罩以限定NWell的区域。
绘制NWell布局图必须先了解是使用哪种流程的设计规则,本设计使用MOSIS/ORBIT2.0U的设计规则。
观看NWell绘制要遵守的设计规则可选择Tools---DRCSetup命令,打开SetupDesignRules对话框(或单击按钮),再从其中的Ruleslist列表框选择1.1WellMinimumWidth选项,可知NWell的最小宽度有10个Lambda的要求。
选取Layers面板下拉列表中的NWell选项,再从Drawing工具栏中选择工具,在Cell0编辑窗口画出占据横向24格纵向15格的方形NWell,如下图所示。
(8)截面观察。
(操作见实验二)
(9)绘制Active图层:
设计了NWell的布局区域之后,接着设计主动区(Active)图层图样,Active图层在流程上的意义是定义PMOS或NMOS的范围,Active以外的地方是厚氧化层区(或称为场氧化层),故需要设计光罩以限定Active的区域,但要注意PMOS的Active图层要绘制在NWell图层之内。
同样,绘制Active图层必须先了解是使用何种流程的设计规则,通过Tools---DRCSetup命令,打开SetupDesignRules对话框(或单击按钮),再从Ruleslist列表框中选择2.1ActiveMinimumWidth选项,可知Active的最小宽度有3个Lambda的要求。
选取Layers面板中下拉列表中的Active选项,再从Drawing工具栏中选择工具,在Cell0编辑窗口中画出占据横向10格纵向5格的方Active于NWell图层中。
(10)截面观察。
(11)设计规则检查:
由于绘制的图样是要制作集成电路的光罩图样,必须配合设计规则绘制图层,才能确保流程时的效率。
选择Tools---DRC命令,打开DesignRuleCheck对话框,选中Writeerrorstofile复选框将错误项目纪录至Cell0.drc文件或自行取文件名,若单击“确定”按钮,则进行设计规则检查。
进行设计规则检查的结果发现有一个错误,单击“确定”按钮后,可选择Tools---ClearErrorLayer命令清除错误符号,或单击按钮清除。
利用L-Edit中的File---Open命令打开错误纪录文件Cell0.drc,打开Cell0.drc的内容如下图所示,有一个错误,系统显示是违背了设计规则4.6,并标出发生错误的坐标范围。
先回到Exl0.tdb文件观看本范例设计规则的4.6规则是什么,选择Tools---DRCSetup命令,打开SetupDesignRules对话框(或单击按钮),从其中的Ruleslist列表框中选择4.6NotExisting选项,可以观看该条设计规则设定。
4.6规则是说Active图层必须要与PSelect图层或NSelect重叠,而不能单独存在,否则设计规则检查会有错误。
(12)绘制PSelect图层:
设计了Active的布局区域之后,并需加上PSelect或NSelect图层与Active图层重叠。
在PMOS中需要布置的是P型杂质,PSelect图层在流程上的意义是定义要布置P型杂质的范围,故需要设计光罩以限定P型杂质的区域。
但要注意PSelect区域要包住Active图层,否则设计规则检查会有错误。
同样,绘制PSelect图层必须先了解是使用哪种流程的设计规则。
要观看PSelect图层绘制要遵守的设计规则可选择Tools---DRCSetup命令,打开SetupDesignRules对话框(或单击按钮),再从Ruleslist列表框中选择4.2b/2.5ActivetoP-SelectEdgeActiveMinimumWidth选项。
从4.2b规则内容可知,若Active完全在PSelect内,则Active的边界要与PSelect的边界至少要有两个Lambda的距离,这是环绕(Surround)规则。
选取Layers面板中下拉列表中的PSelect选项,使工具被选取,再从Drawing工具栏中选择工具,于Cell0编辑窗口中画出占据横向18格,纵向9格的方形于NWell图层中。
另外,要注意的是Active与PSelect交集处被定义为pdiff层,pdiff与NWell也有一个环绕规则需要注意,设计规则2.3aSource/DrainActivetoWellEdge,此
规则说明规定在NWell范围内,pdiff的边界与NWell的边界至少要距离5个Lambda,这是一个环绕(Surround)规则,pdiff层的定义可以用选择Setup—Layer命令来观看。
(13)绘制Poly图层:
接下来绘制Poly图层,Poly图层在流程上的意义是定义生长多晶硅(PolySilicon),需要设计光罩以限定多晶硅区域。
同样,绘制Poly图层必须先了解是使用哪种流程的设计规则。
要观看Poly图层绘制要遵守的设计规则可选择Tools—DRC命令,打开DesignRuleCheck对话框,单击其中的Setup按钮打开SetupDesignRules对话框(或单击按钮),再从其中的Ruleslist列表框中选择3.1PolyMinimumWidth选项,从3.1规则内容可知,Poly的最小宽度有两个Lambda的要求。
选取Layers面板中下拉列表中的Poly选项,使工具被选取,再从Drawing工具栏中选择工具,在Cell0编辑窗口画出占据横向2格,纵向7格的方形于NWell图层中。
(14)设计规则检查:
选择Tools—DRC命令,打开DesignRuleCheck对话框,选中Writeerrorstofile复选框将错误项目纪录到Cell0.drc文件或自行取文件名,若单击“确定”按钮,则进行设计规则检查。
进行设计规则检查的结果发现有两个错误,单击“确定”按钮后,可选择Tools—ClearErrorLayer命令清除错误符号,或利用按钮清除。
(15)检查错误:
利用L-Edit中的File—Open命令打开错误纪录文件Cell0.drc。
打开Cell0.drc的内容,其中有两个错误,系统显示都是违背了设计规则3.3,并标出发生错误的坐标范围。
回到Exl0.tdb文件观看本范例设计规则的3.3规则是什么,选择Tools—DRCSetup命令,打开SetupDesignRules对话框(或单击按钮),再从Ruleslist列表框中选择3.3GateExtensionoutofActive选项,可以观看该条设计规则的设定。
从3.3延伸(Extension)规则可看出,Poly图层必须延伸出Active区域有最小两个Lambda的限制,而本范例在第一个图所绘制的Poly延伸出Active区域只有1个格点,也就是延伸只有1个Lambda,故违反了设计规则。
故将所绘制的Poly图层延伸出Active区域为两个格点即可。
(16)修改对象:
将所绘制的Poly图层改为延伸出Active区域为两个格点的方式,可以利用Alt键加鼠标拖曳的方式来修改对象大小,也可选择Edit—EditObject(s),打开Editobject(s)对话框,可在其中的Showboxcoordinatesusing下拉列表框中选择Comers选项进行修改。
修改后再进行设计规则检查即无错误。
(17)
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- 关 键 词:
- LEdit 实验 指导书