本書介紹了集成電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)和主要EDA工具的使用方法,即從晶體管的模型開始擴(kuò)展至集成電路設(shè)計(jì)中的相關(guān)知識(shí),同時(shí)對(duì)集成電路的主要EDA廠商及其主流工具進(jìn)行了介紹。其中,在模擬集成電路EDA工具部分,結(jié)合原理圖編輯、模擬電路各種功能仿真、版圖設(shè)計(jì)以及驗(yàn)證等各個(gè)流程,介紹了電路設(shè)計(jì)及仿真工具Cadence Spectre、版圖設(shè)計(jì)工具Cadence Virtuoso、版圖驗(yàn)證及參數(shù)提取工具M(jìn)entor
Calibre等;在數(shù)字集成電路EDA工具方面,先介紹了硬件描述語(yǔ)言Verilog-HDL,然后介紹了RTL仿真工具M(jìn)odelsim和邏輯綜合工具Design Compiler的使用,對(duì)邏輯綜合中的主要流程、基本約束等進(jìn)行了設(shè)計(jì)示范,*后介紹了數(shù)字后端版圖工具IC Compiler和Encounter。書中主要設(shè)計(jì)步驟都配有相應(yīng)的實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。
本書可作為微電子與固體電子學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教材,也可作為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員的自學(xué)參考書。
集成電路發(fā)展到今天,晶體管的特征尺寸已經(jīng)達(dá)到10?nm以下,單一芯片的晶體管數(shù)目達(dá)到幾百億的數(shù)量級(jí),電路設(shè)計(jì)中的每一步工作完全依靠人工已經(jīng)變得不切實(shí)際。集成電路EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)技術(shù)很好地為設(shè)計(jì)者減輕了壓力,讓大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)成為了可能。采用集成電路EDA技術(shù)不但可以提高集成電路設(shè)計(jì)的能力,而且在集成電路設(shè)計(jì)可靠性上也具有一定的保證。
本書介紹了集成電路設(shè)計(jì)的EDA工具及其驗(yàn)證技術(shù),具有較強(qiáng)的實(shí)用性。全書內(nèi)容共分8章。
第1章主要介紹MOSFET晶體管模型,包括基于電荷的MOSFET模型、基于電流的MOSFET模型、動(dòng)態(tài)晶體管模型和非準(zhǔn)靜態(tài)晶體管模型。最后討論了幾種用于計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)的MOSFET模型。
第2章概述了集成電路EDA技術(shù),主要介紹了集成電路設(shè)計(jì)全定制和半定制流程、集成電路的主要EDA廠商及相應(yīng)工具。
第3章介紹了模擬集成電路設(shè)計(jì)的Spectre工具,包括瞬態(tài)分析、直流分析和穩(wěn)定性分析等各種電路分析方法,對(duì)配置文件、運(yùn)行窗口、庫(kù)文件管理等方面也進(jìn)行了介紹,最后對(duì)原理圖編輯方法進(jìn)行了介紹,并且以一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)例對(duì)相應(yīng)功能進(jìn)行示范。
第4章主要介紹模擬集成電路版圖設(shè)計(jì)方法與驗(yàn)證方法,在介紹完版圖的基本設(shè)計(jì)規(guī)則后,討論Cadence Virtuoso的使用方法,并詳細(xì)討論了模擬版圖驗(yàn)證和提取工具M(jìn)entor Calibre的主要界面和操作,最后用實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明。
第5章首先對(duì)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)進(jìn)行概述,包括一些基本語(yǔ)法和規(guī)范,并舉例說(shuō)明組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路;之后對(duì)仿真工具M(jìn)odelsim進(jìn)行了總體說(shuō)明,從Modelsim的特點(diǎn)應(yīng)用到基本使用方法,再延伸到一些高級(jí)用法,不僅囊括了建立工程、建立仿真環(huán)境、啟動(dòng)仿真、觀測(cè)仿真結(jié)果等基本內(nèi)容,還包含了使用過(guò)程中的一些小技巧。
第6章主要對(duì)邏輯綜合及綜合工具Design Compiler進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明,包括TCL文件的撰寫、設(shè)計(jì)配置、綜合工藝庫(kù)使用和基本的綜合流程介紹;對(duì)綜合后進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序分析的方法進(jìn)行了討論,同時(shí)關(guān)注了各種約束,如輸入輸出約束、組合邏輯路徑約束和設(shè)計(jì)環(huán)境約束等;最后以設(shè)計(jì)實(shí)例介紹整個(gè)綜合流程。
第7章圍繞Synopsys公司的產(chǎn)品ICC(ICCompiler)對(duì)數(shù)字集成電路的各物理實(shí)現(xiàn)流程進(jìn)行介紹,并詳細(xì)介紹了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、布局布線、電源規(guī)劃和時(shí)鐘樹綜合等。
第8章重點(diǎn)介紹了Mentor 公司的Encounter工具。
本書由廈門理工學(xué)院副教授陳鋮穎主持編纂。北方工業(yè)大學(xué)戴瀾副教授、張曉波高級(jí)實(shí)驗(yàn)師,中科院微電子所張鋒研究員為主要編著者,另外,中科院微電子所的王雷博士、中科院自動(dòng)化所蔣銀坪助理研究員、郭陽(yáng)博士,華大九天軟件有限公司梁曼工程師也參與了本書的編寫工作。其中,陳鋮穎完成了第1、3章的編寫;第2章由張曉波編寫,戴瀾完成了第4、6、7章的編寫,張鋒完成了第5、8章的編寫。
本書得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(61704143)、福建省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(2018J01566)、福建省本科高校一般教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(FBJG?20180270)、廈門理工學(xué)院教材建設(shè)基金資助項(xiàng)目的資助。在此表示感謝!
由于本書涉及知識(shí)面較廣,加之時(shí)間倉(cāng)促,編者水平有限,書中難免存在不足之處,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。另外,考慮到大家的使用習(xí)慣,書中一些電路圖形符號(hào)未使用新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)符號(hào),特此說(shuō)明。
編 者
2018年12月