1、微电子实验内容实验一、电路仿真实验一、Virtuoso Schematic Editor实验目的：掌握电原理图（schematic）设计输入方法。1启动 IC Design 软件: 开机后运行VMware，选择Power on this virtual machine启动Linux系统，进入登录界面，输入用户名和密码用户名：cj， Password：cjcj startx 回车，启动图形界面Shell窗口，命令行模式cd cjicfb &出现“icfb-log：/”窗口（CIW：Command Interpreter Window）2建立新库、新单元以及新视图（view）: 在 CIW中，Fi
2、le-New-Library， 在弹出的“New Library”窗口，Name 栏中：mylib 选中右下方：* Dont need techfile OK 查看 CIW窗口：Tools-Library Manager，在 Library中应有 mylib，单击它。 在 Library Manager 窗口，File-New-Cellview， 在弹出的“Create New File”窗口 Cell Name 栏中，nand2 Tool 栏中，选 Composer-Schematic OK3添加元件（实例 instance） 在弹出的“Virtuoso Schematic Editing:
3、”窗口中，左边为工具栏，选 instance 图标（或 i） 单击“Add instance”窗口Library栏最右侧 Browser, 弹出“Library Browser-”窗口，Library选 analogLib，Cell 选nmos4, View选 symbol 鼠标回到“Add instance”窗口，Model name 栏：nch, width: 3.0u , Length: 0.5u，Hide 在“Virtuoso Schematic Editing:”窗口, 鼠标左键单击一次，间隔一定距离再单击一次，这样就增加了 2 个nmos4 元件，ESC（试一试：先选中一个元件，再
4、 q ，查看/改变属性）。 仿照上述方法，增加 pmos4 元件。在“Add instance”窗口，Model name 栏：pch, width: 2.0u , Length: 0.5u；放置 2 个pmos4，ESC。（试一试热键 f，的功能） 4添加管脚（PIN）选“Virtuoso Schematic Editing:”窗口左边工具栏中的 Pin 图标（或 p） 在“Add Pin”窗口中，Pin Names：INA INB，Direction 选 input, Usage 选 schematic，Hide 在“Virtuoso Schematic Editing:”窗口, 鼠标左键
5、单击一次，间隔一定距离再单击一次，放置 2 个输入 PIN， p，在“Add Pin”窗口中，Pin Names：OUT，Direction选 output, Usage选 schematic，在“Virtuoso Schematic Editing:”窗口放置输出 PIN， 5添加电源和地： i (或单击instance 工具图标) 弹出“Add instance”窗口，Browse，Library选 analogLib，Cell栏：vdd, View选 symbol 在“Virtuoso Schematic Editing:”窗口放置 vdd， 回到“Add instance”窗口，Bro
6、wse，Cell 栏：gnd, 在“Virtuoso Schematic Editing:”窗口放置 gnd， ESC , Cancel掉“Add instance”窗口。6摆放元件并加网线： 参照下图放好元件（symbol）：（移动用 m键，删除用 Delete键，取消命令用 ESC 键）选“Virtuoso Schematic Editing:”窗口左边工具栏中的 Wire(narrow)，连好网线，ESC 7保存文件：“Virtuoso Schematic Editing:”窗口左上角 Check and Save 工具。 在 mylib 库中建立 amplifier单元（Cell）如下
7、图所示。 可用 q 查看/改变属性，另外可能使用 m (移动)，r（旋转），f（全屏），先 m 再 shift + r (左右翻转)，先 m 再 Ctrl + r (上下翻转)等命令。 ESC（终止操作）如发生了错误删除，用“Virtuoso Schematic Editing:”窗口左边中间的 undo 工具（或 u），注意：只能恢复前一个被删除的对象。最后 check and save.二、层次化设计symbol 生成 1symbol 生成 进入“Virtuoso Schematic Editing：mylib nand2 schematic”窗口。 Design - Create Cel
8、lview-From Cellview 在 Cellview From Cellview窗口，From View Name 栏为：schematic，Tool / Data Type 栏为Composer-Symbol。 OK 在“Symbol Generation Options”窗口，单击 Load/Save 按纽，OK 出现“Virtuoso Schematic Editing：mylib nand2 symbol”窗口，Design-Check and Save 改变 symbol 形状：用 m命令将 Symbol 的上边界位置和 INA管脚向上移动一网格，得到下图：用 m 命令将 3
9、 个 cdsParam(n)移到方框外面的下方，将 cdsName()移到方框外面上方，将字符 OUT 移到方框外面右方，删除内部绿色方框。 参照下图，单击菜单 Add - Shape - Circle，加个小圆圈，Add - Shape - Arc，加个圆弧（先确定上下 2 点，如出现 angle not allowed 不必紧张，稍微移动鼠标试一试，你会发现如何画弧），用m将左边的红色外框右移（缩短原 symbol 外框），2 个 PIN以及连线（INA和INB）同样右移，用 Line工具画出缺少的 3 边。上述步骤中，均使用 ESC取消操作命令。 画好后，Design - Check a
10、nd Save 2创建amplifier的 symbol： 仿照前述步骤，得到如下 symbol：提示：在“Symbol Generation Options”窗口，将 iref 管脚（Pin）设置为 Bottom Pin。 然后删除 cdsParam(3), r旋转 pin 名iref， （选做）删除红色外框，选择 Selection Box 工具，在“Add Selection Box”中，Automatic 添加 Text：Add - Note - Note Text，在“Add Note Text”窗口的 Note Text文本框中：Amp 将鼠标移至“Virtuoso Symbol
11、Editing：mylib amplifier symbol”窗口，在你希望的位置单击，回到“Add Note Text”窗口，Cancel。 Save。 （如果你无法画斜线，鼠标右键点击 1、2 次就可切换成功） 二、 Spectre Simulation进入Cadence 系统： cd cjicfb & 实验内容与步骤： 一、nand2 电路仿真 1、创建激励信号电路模块： 在 CIW窗口（icfb-Log:/）：Tools-Library Manager，弹出 Library Manager 窗口，在Library中应有 mylib，点击它。 File-New-Cellview， 在弹出
12、的“Create New File”窗口 Cell Name 栏中，testnand2 Tool 栏中，选 Composer-Schematic， OK 在“Virtuoso Schematic Editing:”窗口中，按下图加入单元（Instance）、Pin并连线。 点击 Check and Save2、编写仿真文件 1设置仿真环境。点击 Tools-Analog Environment 2设置仿真模型文件路径。在弹出的“Analog Design Environment”（ADE）窗口，点击Setup-Simulation Files 在 Include Path 中加上 ./Mode
13、ls ， -OK3输入模型文件名。在 ADE 窗口，点击 Setup-Model Libraries 在 Model Library File 栏中：testmodels.scs,-add-OK4选择需要查看的信号。ADE 窗口，点击 Outputs-To Be Plotted-Select On Schematic 在 Schematic原理图中点击 3 个 Pin 的连线（线会变颜色）。相应地，此时 ADE 窗口 Outputs框中就有了你所要观察的信号。再选择Analyseschoose，设置仿真tran，100us，Enabled，OK5. 保存仿真激励文件。点击 ADE 窗口的 Se
14、ssion-Save State Save As 栏：state1 OK （可以关掉“Analog Design Environment”窗口）。 3、将激励模块加入被仿真电路。 1回到 Schematic 窗口，生成 testnand2 单元的 symbol Design - Create Cellview-From Cellview 在 Cellview From Cellview窗口，From View Name 栏为：schematic，Tool / Data Type 栏为Composer-Symbol。 OK 在“Symbol Generation Options”窗口，将“Top
15、 Pins”栏中的“OUT INB INA”拷贝到Right Pins 栏中，删除 Top Pins 栏中的原来内容，OK 出现“Virtuoso Schematic Editing：mylib testnand2 symbol”窗口，Design-Check and Save， 退出 testnand2 的 symbol窗口。 2 在“Library Manager”窗口，打开 mylib 中你在实验一画好的 nand2 原理图，添加testnand2 元件，按下图连线。 保存文件 Check and Save。 （不要退出 Schematic 窗口）4、仿真 1“Virtuoso Sche
16、matic Editing:”窗口，Tools -Analog Envienment 2加激励。弹出 ADE（Cadence Analog Design envirnment）窗口，Session - Load State。 在“Loading State”窗口，Library选mylib，Cell选 testnand2, Simulator 选 spectre； State Name 框中选：state1, OK 3设置分析模式和仿真时间。点击 ADE 窗口的 Analyses-Choose Analysis选项中 tran应有效；Stop Time: 200n Enabled有效， OK
17、4计算。点击 ADE 窗口右边 Netlist and Run，弹出“Welcome to Spectre”窗口，OK 你应该看到 spectre.out 文件和仿真波形 Waveform。 5选择 Waveform窗口上方菜单 Axes-Strips, 各信号波形分开显示。 6用鼠标拖Waveform Window 的边界，放大显示区域。 7试一试，怎样看波形数据？ 完成后，在 ADE 窗口，Session - Quit 二、amplifier 电路（运算放大器）仿真 1、打开你在实验一画好的 amplifier原理图，选中电容，Q，Capacitance值设为 800f，Save and
18、Check 退出。 2、新建testamplifier 单元 1、查看 CIW 窗口：Tools-Library Manager，在 Library中应有 mylib，点击它。 在 Library Manager 窗口，File-New-Cellview， 在弹出的“Create New File”窗口 Cell Name 栏中，testamplifier Tool 栏中，选 Composer-Schematic OK 2、添加元件如下图：Amp 单元（Cell）是你在实验一画好的 amplifier Cell 的 Symbol，其余单元在 analogLib 库中。3将原理图check an
19、d save! 4（选做）选 Amp 模块，e，Descend 窗口 OK，进入 Amp 模块(amplifier)，自选一个你希望检查的网线，q 查看网线属性，如果 net Name 是 netXX, 如何将它改为 tst? Design -Make Editable，左边工具图标全有效了， Save and Check CTRL+e，退回到上一层。Save and Check 3、设置仿真环境 1点击 Tools-Analog Environment，弹出 ADE 窗口 2点击 Setup-Simulation Files 在 Include Path 栏中 ./Models -OK 3点
20、击 Setup-Model Libraries 在 Model Library File 下输入：testmodels.scs-add-OK 4.点击 Outputs-To Be Plotted-Select On Schematic 在原理图中点击与 Amp 单元 4 个管角相连的信号线（假设是你希望观察的信号），线会变颜色，端口被圈；选 Amp 模块，e，Descend 窗口 OK，进入 Amp 模块(amplifier)，点击 gnode线，再选中一个你希望检查的网线； 5此时 ADE 窗口 Outputs 下已有你需要观察的信号，点击 Session-Save State Save A
21、s：state2-OK4、仿真运算放大器的闭环增益 1（如未退出 ADE，本步可以不做）在 ADE（Cadence Analog Design envirnment）窗口，Session - Load State。 在“Loading State”窗口，Library选mylib，Cell选 testampifier, State Name 为 state2, OK 2点击 Analyses-choose 将 stop time 从 100n 改为10u -OK 3点击 ADE 窗口右边 Netlist and Run，弹出“Welcome to Spectre”窗口，OK 你应该看到 spectre.out 文件和仿真波形 Waveform。 4在 Waveform窗口，查看波形，Axes - Strips, 各信号波形分开显示。
