CMOS模拟集成电路设计流程如图1.1所示,整个流程包括原理图输入(Schematic Entry)、Spice仿真(Spice Simulation)、版图设计(Layout)、设计规则检查(Design Rule Check,DRC)、原理图与版图比对(Layout Versus Schematic,LVS)、寄生参数提取(RCX/PEX)、后仿真(Post-Simulation)和版图流片(GDSII Tapeout)。
图1.1 CMOS模拟集成电路设计流程
1)原理图输入(Schematic Entry):把电路的原理图输入到EDA软件中,包括调用、放置和连接器件,以及设置器件参数和添加激励源等。
2)Spice仿真(Spice Simulation):对输入的原理图进行Spice仿真,并根据仿真结果对电路参数进行调整和优化,直到仿真结果满足设计要求。
3)版图设计(Layout):根据电路连接关系对器件版图进行布局布线,布局是调用并摆放器件,布线是根据电路连接关系用金属或多晶硅线条连接器件。
4)设计规则检查(DRC):检查版图是否满足设计规则要求,比如最小宽度或最小距离等,违反设计规则的版图可能会存在短路、开路或失效等问题。
5)原理图与版图比对(LVS):对版图与原理图的连接关系进行比对。
6)寄生参数提取(RCX/PEX):版图寄生参数提取,包括寄生电阻、寄生电容和寄生电感等,其中RCX(RC Extraction)和PEX(Parasitic Extraction)分别是版图验证工具Assura和Calibre对寄生参数提取的命名方法。
7)后仿真(Post-Simulation):将寄生参数反标到电路中进行后仿真的过程,由于包括了寄生参数,所以后仿真比前仿真更接近实际情况。
8)版图流片(GDSII Tapeout):Tapeout是集成电路领域的一个专业名词,是指提交GDSII版图数据给Foundry(集成电路加工厂,比如中芯国际、台积电等)进行芯片加工。Tapein与Tapeout出自于早期对磁带数据的写入和读出,那时把Foundry读出GDSII版图数据进行芯片加工的过程称为Tapeout,虽然现在早已不用了,但是这个词一直沿用至今。
本书将以图1.1的设计流程为主线,对各个步骤的原理与方法进行讲解,并对每一步所使用EDA软件的操作方法进行介绍和演示,同时还会分享一些经验、教训和技巧,使读者少走弯路,快速入门和提高。