Calibre使用简介-课件.ppt
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1、 2006 2006 微电子中心微电子中心Calibre使用简介宋存杰2008年05月03日1 1 2006 2006 微电子中心微电子中心nIntroductionnCalibre DRCnCalibre LVS2 2 2006 2006 微电子中心微电子中心IntroductionnCalibre 是Mentor Graphics 的IC版图验证软件,此软件包括设计规则检查(DRC)、版图与原理图一致性检查(LVS)、电气规则检查(ERC)、及版图寄生参数萃取(LPE)等验证功能。n此软件的操作界面主要分为图形模式(GUI)(graphical user interface)Calibre
2、 Interactive与指令模式(Command Line),其中图形模式可以单独启动,亦可与Virtuoso 等软件相连接,其操作界面皆相同;指令模式则是类似于Dracula 的操作方式。n对于规模较小的版图应用Interactive 很方便,而且直观的图像化接口便于初学者使用。n采用命令行模式能够快速输入控制命令,快速执行,其结果精确稳定。n以下简介说明以图形模式为主。lGo back3 3 2006 2006 微电子中心微电子中心Useful AbbreviationsnSVRF-Standard Verification Rule Format(标准的检查文件)nRVE-Result
3、s Viewing Environment(显示结果用的环境窗口)nSVDB-Standard Verification Database(LVS results)nDRC-Design Rule Check(设计规则检查)nERC-Electrical Rule Checking(电气规则检查)nLVS-Layout Versus Schematic(版图原理图一致性检查)nLPE-Layout Parasitic Extraction(版图寄生参数萃取)Commercial Verification ToolsnCadencenDraculanSynopsysnHercules nMent
4、ornCalibre4 4 2006 2006 微电子中心微电子中心What are I/Os for DRC and LVS?nInputsn Layout n Schematic or Netlist (LVS only)n Rule Files nOutputsn SVDB(LVS results database)n DRC Resultsn Reportn Log5 5 2006 2006 微电子中心微电子中心在Cadence环境里调用Calibren在.cdsinit(此文件在启动tool时会自动读取)里加上 load(“/usr/calibre/mgc_skl.skl”),这个.
5、skl文件就是Mentor公司提供的skill 文件。n启动icfb&后,打开一个版图检查一下顶端的Menu里有没有一个Calibre的菜单。如果有则表示可以在当前环境下使用Calibre了,这个菜单里有DRC、LVS、RVE等命令。lGo back6 6 2006 2006 微电子中心微电子中心Calibre DRCn如上图所示,DRC 的输入有两项,一个是layout,就是手工或APR(automatic place and route)(自动布局布线)工具生成的版图,一般是GDSII 格式。另一个是Rule File,Rule File 告诉DRC 工具怎样做DRC,这个文件十分重要,一
6、般,由流片厂家提供,或者由designer 根据流片厂家提供的版图几何规范自己写。Calibre 读入GDS(版图)和Rule File,进行处理,输出结果,输出结果是calibre 自己定义的格式,designer 可以通过一个Viewer 来看,一般用cadence 的virtuoso 来分析输出结果和修改版图。lGo back7 7 2006 2006 微电子中心微电子中心n因为做DRC 会产生很多文件,建议建立一个专属于此Layout 做DRC 时的新文件夹。然后拷贝Rule File 至此工作目录下。n从版图中导出GDS文件至此工作目录下,亦可在Calibre DRC 图形界面中选择
7、从当前版图中导出GDS文件。8 8 2006 2006 微电子中心微电子中心DRC Rule Filen下面是一个简单的calibre LVS Rule File,右边是对它的解释。与/后是注释部分nlayout system gdsii 指明输入的版图格式是GDSII,calibre 还可支持其他格式nlayout path“/layout/basic_drc.gds”输入版图的路径nlayout primary basic_drc 要检查的版图的top cell 名字ndrc results database“/training/drc_results_db”drc 的输出,将来可以用ca
8、libre 结合virtuoso 分析nvariable metal_width 3 定义一个变量nlayer substrate 0 本行和下面相似的行定义了输入版图中每一层的名字nlayer pwell 1 本行把GDS 的layer 1 定义为pwell,接下来pwell 都指输入的GDS 的layer1。nlayer oxide 2nlayer res 3nlayer poly 4nlayer nplus 5nlayer pplus 6nlayer contact 7nlayer metal1 89 9 2006 2006 微电子中心微电子中心DRC Rule Filenlayer v
9、ia 9nlayer metal2 10n.nngate=poly AND nplus#layer 运算,由原始的poly 和nplus 层推出ngate 层n.n/n/Module 2-DRC Measurement Operationsn/Internal Checksnrule_2a oxide minimum width is 6/进行检查,rule_2a 是检查标号,n/oxide minimum width is 6 是解释,报错时会报出这一句,ninternal oxide 6 /这一句是具体动作,internal 是calibre 的关键字,n/这一句检查所有的oxide 的i
10、nternal 小于6 的情况。n/如果internal oxide 6 的情况出现,则输出报错结果n/designer 根据这个结果修改错误。n/internal 具体介绍见下一节1010 2006 2006 微电子中心微电子中心DRC Rule Filen一般说来,Rule File 首先要设好calibre 运行的环境,包括GDS 文件的位置、输出文件的位置等。接下来要定义输入的GDS 版图的层次,例如如果GDS 的layer 1 是多晶硅层,则应该定义如下layer poly 1n这句话表明所有GDS 的layer1 现在都叫 poly(当然也可以叫任何名字)。接下来可以用poly 来
11、代表layer1。之所以要这样做是因为在GDS 内,所有的层都用一个数字来表示,如 1,2,3GDS 文件并不知道layer1 是什么,calibre 也无法从GDS 中知道layer1 是什么,只有designer 来告诉calibre。1111 2006 2006 微电子中心微电子中心DRC Rule FilenCalibre 是一个基于边(edge)的DRC/LVS 工具,所有的运算都是基于“边”来进行的。边有内边和外边之分。n如上图所示,任一个polygon 的边都分为两部分,polygon 内部那一面的称为内边(interior side edge),外部的称为外边(exterior
12、 side edge)。理解这个定义对于理解calibre 复杂的指令是十分有用的。n下面介绍几个calibre 基本的的例子。通过这些例子有助于理解calibre 的工作原理。1212 2006 2006 微电子中心微电子中心Internal 指令nInternal 指令一般用于检查polygon 内间距,可以用来检查同一layer 的polygon 的内间距、或检查两个不同layer 的polygon 之间的内间距。如下图所示:n理解Internal 指令的关键是Internal 指令是polygon 的内边(interior edge)的相对关系,只有interior edge 之间才能
13、检查。上图的左边是在同一个polygon 的internal 检查,请注意左边凹进去的相对两边不作检查,这是因为这两边是exterior edge。n同一layer 的polygon 的Internal 检查一般用于宽度检查,例如金属的最小宽度:Internal Metal1 Select ChecksnChecks:Show出rule file里的所有rule,可click决定某些rule不做check。nGroups:由rule file里定义groups,可click决定某特定的group或rule不做check。nCheck Text:显示rule file 里的解释。3131 200
14、6 2006 微电子中心微电子中心nRun Calibre DRC的相关option,可决定是n否以64bit,远端操作,或多台server执行,n一般均改变预设值。nTranscript 记录Run DRC的过程与相关信息,无法顺利执行,可由此看错误讯息,亦可用Transcript-Save as 存成log file。nRun DRC 执行Calibre DRC check。n可点击Start RVE 自行以手动方式开启RVE视窗。3232 2006 2006 微电子中心微电子中心n此图形是run完DRC后弹出的窗口。n左边的是除错(debug)用的RVE窗口。n右边是一个简述的结果文件(
15、DRC Summary Report File)n左边的窗口里有红色的,表示有DRC错误,假如没有DRC错误会出来绿色的。点击每个错误左边的,就可以进行每个具体错误的Debug。3333 2006 2006 微电子中心微电子中心n在Setup RVE 窗口里选中 Edit-in-place while highlighting。这样在底层的错误就可直接跳到可编辑状态。n在Calibre菜单里选中Setup下的 RVE 命令3434 2006 2006 微电子中心微电子中心n点开一个具体的错误,比如下面的第一个 Check GT_7-1 Error,有一个错误:01,双击01,版图上就会直接显示
16、当前错误所在的位置。你改完当前错误后就可在01点击右键选中 Error Fixed 这样就表示这个错误已修改,相应的01 也会变成01。n这个RVE窗口的下面Checktext 为当前错误的注释,这个注释是Rule File里以开头的语句。n右边的窗口为错误所在的坐标。Click坐标,可刻在Layout Tool(如Virtuoso Layout Editor)上show出此error 的edge。每个错误有几个edge就有几个坐标。nCell:显示此错误在底层单元中的坐标。nTop:显示此错误在顶层单元中的坐标。n两坐标不一定相同。3535 2006 2006 微电子中心微电子中心n当我们修
17、改完layout时再依照上面的流程run DRC即可不用再导出*.gds文件。n当你的DRC RVE 的图显示 No Errors 时,这就表示你的layout 已经通过了DRC 的检验。n清除高亮。n高亮显示上一个错误。n高亮显示当前的错误。n高亮显示下一个错误。3636 2006 2006 微电子中心微电子中心用commond line 来运行Calibre DRC检查n先必须有一个完整的规则检查文件,必须包含运行设置、层次定义、层次运算、规则检查等几部分。n在UNIX的命令窗口里输入 calibre hier drc rulefile。n运行完后可在Cadence的版图窗口里的Calib
18、re菜单点出start RVE,或者在命令窗口里输入 calibre rve,然后就可进行DRC错误的修改了。n也可输入 calibre gui 调出calibre 图形界面,具体的运行方式类似Cadence环境下的模式。lGo back3737 2006 2006 微电子中心微电子中心Calibre LVSn为什么要做LVS?LVS 作了些什么?nAPR(Automatic place and Route)自动布局布线工具作出的版图,基本上是正确的。但是,不能保证APR 工具是绝对正确的,也就是说,APR 工具可能会出错。为了发现并改正APR 工具布线的错误,需要做LVS。n另外,从版图中提
19、取电路图,同样需要验证电路图与版图的一致性。nLVS的目的就是证明版图的逻辑与网表是一致的,APR 将网表实现成了版图,现在LVS 要证明这个实现是正确的。lGo back3838 2006 2006 微电子中心微电子中心nLVS 的流程是:n从APR 工具实现的版图中提取(extract)出一个网表。n将这个提取出的网表与APR 工具要实现的网表比较,它们应该相同。n如果两个网表不一样,这时手工修改版图,使之与要实现的网表相一致。n上图描述了Calibre LVS 的flow。3939 2006 2006 微电子中心微电子中心LVS Rule Filen下面是一个简单的calibre LVS
20、 Rule File,右边后内容是对它的解释。nLAYOUT SYSTEM GDSII 指定layout 的格式为gdsnLAYOUT PATH“/user/joeb/proj/layout/ictr”指定版图的路径nLAYOUT PRIMARY CalibreM 版图的top cellnSOURCE SYSTEM SPICE 指定source 的格式为spice 网表nSOURCE PATH“/user/joeb/proj/logic/ictr”source 的路径nSOURCE PRIMARY CalibreM source 的top cellnMASK RESULTS DATABASE
21、CalibreM.db LVS 的结果保存文件,将来指导改正版图nLVS REPORT CalibreM.rpt report 文件nlayer PWELL 1 读入版图的各层信息nlayer OXIDE 2nlayer RES 3nlayer POLY 4nlayer NPLUS 5nlayer PPLUS 6nlayer CONTACT 7nlayer METAL1 84040 2006 2006 微电子中心微电子中心LVS Rule Filenlayer VIA 9nlayer METAL2 10nchip=extentnnsub=chip not pwell 进行layer opera
22、tion。ngate=oxide and polynsd=oxide not polynngate=gate and nplusnpgate=gate and pplusnpsd=sd and pplusnnsd=sd and nplusnsdm=pplus or nplusnconnect psd pwell 定义连接关系nconnect nsd nsubnconnect metal1 poly nsd psd by contactnconnect metal2 metal1 by viandevice mn ngate poly nsd nsd pwell 0 提取 nmosndevice
23、 mp pgate poly psd psd nsub 0 提取 pmosnCalibre 根据这个Rule File 提供的信息,首先从版图中提取出一个网表,再将这个网表与APR要实现的网表进行比较,判断APR 生成的版图是否正确。4141 2006 2006 微电子中心微电子中心LVS Rule Filen这个Rule File 首先设置LVS 的运行环境,然后读入版图各层的信息,接下来进行layer的运算,为下一步提取device 作准备。nConnect layer1 layer2 是定义连接关系,提取版图时将根据这个信息来提取连接关系。ndevice mn。是提取具体的mos 管nm
24、n 指提出的device 为nmos 管,ngate 的解释为seed,即只要在版图上发现ngate,就提出一个nmos 管,seed 后面的四个参数为 G S D B,分别为nmos 管的4 各pin。n根据device 指令,calibre 从版图中提出各种device,根据connect 指令提出连接关系。n提出完整的netlist 后,calibre 会与source netlist 比较,来判断网表与版图是否一致。4242 2006 2006 微电子中心微电子中心nLVS流程n专门建立一个新的文件夹用于此次LVS。n将Rule File拷贝至此文件夹。n从版图中导出GDS文件至此文件
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