1集成电路CAD设计-绪论
《集成电路CAD》大纲郭
《集成电路CAD》教学大纲Integrated Circuit CAD课程编号：0713315课程性质：专业限选课适用专业：微电子学先修课程：集成电路设计原理后续课程：综合设计，毕业设计总学分：3.0学分其中实验学分: 1.0教学目的与要求:本课程是微电子学专业的一门专业选修课，集成电路计算机辅助设计包括逻辑设计、电路设计、器件设计、版图设计以及工艺设计等阶段的CAD，本课程介绍集成电路CAD的各个阶段的CAD的基本原理，以及若干CAD软件包的使用方法。
通过本课程的学习，使学生了解并掌握集成电路CAD技术的基本原理和内容，并要求同学能通过上机实践，熟悉主要设计环节中的一些CAD软件的使用方法。
教学内容与学时安排序号1234章目名称第一章概述第二章电路基础第三章Spectre电路模拟第四章版图设计学时分配24410序号567章目名称第五章版图验证第六章自动布局布线第七章UNIX知识及基本操作学时分配642第一章概述（2学时）第一节集成电路的发展史第二节集成电路的发展趋势第三节集成电路的设计方法第四节集成电路的辅助设计工具基本要求：了解集成电路的发展趋势和设计工具第二章CMOS电路基础（4学时）第一节理想开关与布尔运算第二节MOSFET开关第三节基本的CMOS逻辑门第四节CMOS复合逻辑门第五节传输门（TG）电路重点：基本的CMOS逻辑门；CMOS复合逻辑门。
难点：CMOS复合逻辑门。
基本要求：掌握基本的CMOS逻辑门的电路特征第三章电路模拟（4学时）第一节电路模拟引入第二节电路模拟分析重点：模拟测试电路的搭建；模拟类型分析。
难点：模拟类型分析。
基本要求：掌握电路模拟的分析方法第四章版图设计（10学时）第一节基本概念第二节基本工艺层版图第三节CMOS版图入门第四节FET版图尺寸的确定第五节CMOS版图设计方法第六节版图设计规则第六节其他类型版图简介第九节版图的识别重点：基本工艺层版图；CMOS版图设计方法；版图设计规则。
三输入或门版图设计.doc
三输入或门版图设计.1 绪论1.1 设计背景随着集成电路技术的日益进步，使得计算机辅助设计（CAD）技术已成为电路设计师不可缺少的有力工具[1]。
国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，使CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如芯片版图的绘制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线等。
CAD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量和精度得以保证。
在众多的CAD工具软件中，Spice程序是精度最高、最受欢迎的软件工具，tanner是用来IC版图绘制软件，许多EDA系统软件的电路模拟部分是应用Spice程序来完成的，而tanner软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件，对于初学者是一个上手快，操作简单的EDA软件。
Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。
该软件功能十分强大，易学易用，包括S-国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，使CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如芯片版图的绘制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线等。
CAD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量和精度得以保证。
在众多的CAD工具软件中，Spice程序是精度最高、最受欢迎的软件工具，tanner是用来IC版图绘制软件，许多EDA系统软件的电路模拟部分是应用Spice程序来完成的，而tanner软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件，对于初学者是一个上手快，操作简单的EDA软件。
Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。
该软件功能十分强大，易学易用，包括S：电路图网表* SPICE netlist written by S-Edit Win32 7.03* Written on Jul 5, 2013 at 10:20:01.include "C:\Users\Administrator\Desktop\tanner\TSpice70\models\ml2_125.md" Vdd Vdd Gnd 5V A A Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 100n)VB B Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 100n)VC C Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 100n).tran/op 10n 200n method=bdf.print tran v(A) v(B) v(C) v(Y)* Waveform probing commands*.probe.options probefilename="D:\xuexi\LJB\dianlu\Module0.dat"+probesdbfile="C:\Users\Administrator\Desktop\LJB\dianlu\1003040101l u.sdb"+ probetopmodule="Module0".include C:\Users\Administrator\Desktop\tanner\TSpice70\models\ml2_125.md* Main circuit: Module0M1 N11 B Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M2 N11 A Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M3 N11 C Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M4 Y N11 Gnd GndNMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M5 N18 A Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM6 N17 B N18 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM7 N11 C N17 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM8 Y N11 Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u* End of main circuit: Module0word教育资料达到当天最大量API KEY 超过次数限制。
超大规模集成电路设计
PentiumPro
当前：超大规模集成电路(VLSI)时代
为什么采用VLSI：人们对电子系统的需要
★ 功能要求越来越复杂：电路规模 ★ 性能要求越来越优良：速度、功耗 ★ 成本相对来讲最好低一点：尺寸
由于集成电路在电子系统中的核心作用，集成电路在系统功能、 性能和成本中所起的作用是关键性的
集成电路的三个关键特性（功能要求定下来的前提下）
课程参考书
（仅适用于Part 1） 中文版 《现代VLSI设计——系统芯片设计》（原书第三版）
[美]韦恩•沃尔夫 著 科学出版社
该书的前半部分 （Chap1-6）
英文版 Modern VLSI Design: System-on-Chip Design, 3th
by Wayne Wolf
绪 论
1. IC：从设计、制造、封装、测试到芯片产品
IC设计与EDA技术/EDA工具 (1)
• EDA（Electronic Design Automatic，电子设计自动化) 是指以计 算机为工作平台的电子CAD工具软件集 • EDA工具使得设计者的工作仅限于利用软件的方式，就能完成对 系统硬件功能和性能的实现 • 集成电路设计从一开始就依赖于EDA技术及工具，离开EDA技术 集成电路设计将寸步难行。而且随着技术的进步，集成电路的设 计越来越依赖EDA工具
• 数字IC中，数字ASIC与FPGA/CPLD 的区别 – ASIC：需制作掩模
• 设计时间长，硬件不能升级 • 芯片面积小，性能可以得到较好的优化 • 适合芯片需求量大的场合：片量用于平摊昂贵的光罩掩模制版 费，降低单片生产成本
– FPGA/CPLD：可以编程，不需要后端设计/制作掩模
• • • • 开发门槛较低，设计时间较短，可方便和快速地升级优化硬件 芯片面积大，性能不够优化 适合芯片需求量小的场合：不用支付昂贵的光罩掩模制版费 作为数字ASIC设计流程中的必要步骤：ASIC设计中前端设计 的FPGA原型验证（HDL功能验证）
模拟cmos集成电路设计拉扎维第1章绪论
总结词
拉扎维模拟方法在CMOS比较器设计中 具有重要作用，可以预测比较器的性能 和行为。
VS
详细描述
CMOS比较器是模拟集成电路中的关键元 件，用于信号的阈值检测和整形。拉扎维 模拟方法可以准确地模拟CMOS比较器的 静态和动态特性，包括响应时间、失调电 压、比较精度等参数，有助于设计者优化 比较器的性能，提高整个电路的稳定性。
应用实例二：模拟CMOS滤波器设计
总结词
利用拉扎维模拟方法，可以高效地设计和优化CMOS滤波器的性能。
详细描述
CMOS滤波器在通信、音频处理等领域有广泛应用。通过拉扎维模拟方法，可以快速设计和优化 CMOS滤波器的性能，包括频率响应、群延迟、线性相位等参数，从而缩短设计周期并提高滤波器的 性能。
应用实例三：模拟CMOS比较器设计
拉扎维模拟方法的优缺点
优点
拉扎维模拟方法基于物理模型，能够精确模拟CMOS集成电路的性能，对于复杂电路和新型器件具有较高的预测 精度。此外，该方法还支持多物理效应和多尺度模拟，能够模拟电路在不同工艺、温度和电压条件下的性能。
缺点
由于拉扎维模拟方法基于物理模型，因此需要较长的计算时间和较大的计算资源，对于大规模电路的模拟可能会 面临性能瓶颈。此外，该方法需要手动设定电路元件的参数，对于不同工艺和不同设计需求需要进行相应的调整 和优化。
04
拉扎维模拟方法的应用实例
应用实例一：模拟CMOS放大器设计
总结词
通过拉扎维模拟方法，可以有效地模拟CMOS放大器的性能，包括增益、带宽、 噪声等参数。
详细描述
CMOS放大器是模拟集成电路中的基本元件，其性能对于整个电路的性能至关 重要。拉扎维模拟方法可以准确地模拟CMOS放大器的直流和交流特性，包括 增益、带宽、噪声等参数，为设计者提供可靠的参考依据。
集成电路CAD实验报告
集成电路CAD实验报告姓名：席悦学号：2120503018 班级：微电子31班一、实验目的：通过设计一个简单的缓冲器的原理图到最终的版图，对Cadence的Composer，Analog Design Environment，Virtuoso，Assura等各大功能模块逐一了解，使学生掌握模拟集成电路设计的总体流程，为日后的学习、工作打下坚实的基础。
二、实验项目：1.缓冲器的设计：在配置好Cadence之后，进入Cadence的CIW界面。
为设计一个完整的缓冲器，首先需要设计一个反相器。
利用Cadence的电路编辑工具Composer-Schematic绘制如下图所示的inverter电路：之后利用此inverter Schematic 构建如下图所示的inverter Symbol：我们知道，一个Buffer是由两个Inverter组成，利用前边构建Inverter Schematic的方法，画出缓冲器Buffer的电路原理图：其中的反相器直接调用之前做好的Inverter的Symbol。
同样的，利用此缓冲器的原理图生成相应的缓冲器Symbol图：之后构建仿真电路，对所设计的Buffer电路进行电路仿真（ADE）。
仿真电路图如下：在仿真过程中，我们分别采用tt，ss，ff工艺角进行仿真，得到了如下的波形图和仿真数据：①tt工艺角：其相应数据参数为：Marker, /I5/V1, /OUT, /INM0: Y, 900mV, 900mV, 900mVx[0], 111.36ps, 778.31ps, 50psx[1], 5.1063ns ,5.9952ns, 5.05ns②ss工艺角：其相应数据参数为：Marker, /I5/V1, /OUT, /INM0: Y, 900mV, 900mV, 900mVx[0], 121.55ps, 927.99ps, 50psx[1], 5.1155ns, 6.1676ns, 5.05ns③ff工艺角：其相应数据参数为：Marker, /I5/V1, /OUT, /INM0: Y, 900mV, 900mV, 900mVx[0], 103.43ps, 653.72ps, 50psx[1], 5.0984ns, 5.8613ns, 5.05ns④分析总结：通过对不同工艺角的仿真，可以清晰的看到ss的上升延迟和下降延迟时间最长，而ff的上升延迟和下降延迟最短，而tt工艺角是上升延迟和下降延迟的典型值。
大学集成电路CAD教案
大学集成电路CAD教案大学集成电路CAD教案一、教学目标通过本课程的学习，学生应该能够掌握以下知识和能力：1. 理解集成电路设计流程和CAD工具；2. 学习电路原理和电路设计的基础知识；3. 掌握基本的EDA软件工具；4. 熟悉数字电路和模拟电路设计方法；5. 掌握电路仿真和电路调试技能；6. 大量实践项目实践；二、教学内容第一章：介绍1. 课程综述2. 电路设计流程3. CAD工具4. 学习计划第二章：电路原理和设计基础知识1. 微电子学基础知识2. 半导体器件3. 电路元器件和电路参数4. 基本电路5. 信号处理和功率放大器第三章： EDA软件工具1. 常用EDA软件工具2. 详细介绍特定软件的界面和使用方法3. 电路的概念和基础4. 在EDA工具中创建和完成设计第四章：数字电路设计1. 数字逻辑设计理论和技术2. 组合逻辑电路3. 时序逻辑电路4. 静态存储器第五章：模拟电路设计1. 模拟电路的基础2. 放大器电路3. 滤波电路4. 模拟混合电路设计第六章：电路的仿真与调试1. 仿真软件工具 ~模拟仿真和数字仿真~2. 仿真电路的搭建和参数调整3. 仿真结果分析和优化4. 调试和验证设计第七章：项目实践1. 项目流程安排2. 项目的选题和具体设计3. 必要的EDA软件4. 仿真和调试5. 结果分析和报告撰写三、教学方法1. 理论讲授与实践教学相结合；2. 重视实际项目实践；3. 激发学生的研究兴趣；4. 鼓励自学；5. 培养学生的创新意识和团队合作精神。
四、教学评估方法1. 日常考核：课堂问题解答、小作业；2. 实验报告；3. 课堂设计和项目演示；4. 其他。
五、参考教材1. 微电子电路设计和分析， D.A. Neamen2. 集成电路设计， T. A. Fjeldly和O. H. Saevdal3. 数字电路设计， M. Wakerly4. 电子电路仿真与分析， R. Jacob Baker5. CMOS数字IC设计， J. Rabaey、A. Chandrakasan和B. Nikolic总结大学集成电路CAD教案主要是通过教学目标确定课程的重点和难点，由于IEEE标准的到来，EDA的软件目前已经成为了半导体产业前沿技术的代表。
集成电路CAD复习提纲(ending)
I DS
KP
W
2 L0 2LD
V
GS
V T H 1 λV DS
2
25.模型参数提取技术 电路模拟的精确度不仅与器件模型本身有关，还与给定的器件模型参数值是否正确密切有关。所以准确地获取模型 参数是电路分析的重要工作。 26.模型参数提取方法 （1）用仪器直接测量 （网络分析仪测试 S 参数，晶体管特性图示仪 I-V 特性） （2）从工艺参数获得模型参数（根据工艺条件、样品测试图及设计参数 ） （3）模型参数的计算机优化提取（测量较少的器件电特性，采用最优化的曲线拟合）
第的时间内，用最低的成本，获得最佳的设计指标，且所用的芯片面积/功耗最小. 8.设计方法的种类 ·全定制设计方法 ·半定制设计方法 ·定制设计方法 ·可编程逻辑器件（PLD）设计方法 ·逻辑单元阵列设计方法 (FPGA) 【这两种自己制作】 9.全定制设计方法 适用范围：要求获得最高速度、最低功耗和最小芯片面积的设计 设计方法：利用人机交互式图形编辑系统，由版图设计人员进行版图中各个器件的设计和器件之间的互连设计。 特点：对每个晶体管进行电路参数和版图优化，以获得最佳的性能（包括速度和功耗）以及最小的芯片面积。 10.半定制设计方法 适用范围：要求成本低、周期短、生产批量比较小的芯片设计 设计方法：对门阵列芯片作“单独处理” ，即根据网络的要求，考虑如何进行门的布局和门之间的连线，也就是对用 于接触孔和连线的掩膜版（一般为 2~4 层掩膜）进行单独的设计和制作；然后再次进行工艺加工完成芯片的未完工 序。
电子科技大学中山学院—2— 厚德 博学 求是 创新
《超大规模集成电路设计方法学导论》 授课/张华斌 提纲/王嘉达
教材/杨之廉 申明 授课/张华斌 考核方式/日常作业 3 次 10% | 实验上机 5 次 30% 提纲/王嘉达 | 期末笔试 60%
集成电路cad发展历程
集成电路cad发展历程一、前言集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是指将多个晶体管、二极管、电阻等元件和它们之间的互连线集成在一起，形成一个完整电路的芯片。
IC在现代电子技术中发挥着至关重要的作用。
而CAD （Computer Aided Design，计算机辅助设计）技术则是IC设计中不可或缺的一部分。
本文将从CAD的角度出发，介绍集成电路CAD发展历程。
二、手工布图时代早期，IC设计采用手工布图方式。
设计师需要在纸上绘制出每个元件和互连线的位置和尺寸，并通过复制、剪贴等方式来完成整个芯片的布局。
这种方式非常耗时费力且容易出错。
三、最初的CAD软件20世纪60年代初，最早的CAD软件问世。
这些软件主要用于自动化印刷电路板（PCB）设计。
由于PCB和IC设计有很多相似之处，因此这些软件也被应用于IC设计领域。
四、计算机仿真技术20世纪70年代中期，计算机仿真技术开始被应用于IC设计中。
仿真软件可以模拟电路运行情况，帮助设计师预测电路的性能并优化设计方案。
五、自动布图技术20世纪80年代初，自动布图技术问世。
这种技术可以根据电路原理图自动生成芯片的物理布局。
自动布图大大提高了设计效率和准确性。
六、综合工具20世纪90年代，IC设计软件逐渐发展成为一套综合工具。
这些工具包括原理图绘制、逻辑综合、仿真、布图等多个模块，可以实现从概念到物理实现的全流程设计。
七、系统级设计21世纪初，随着芯片集成度的不断提高，IC设计越来越复杂。
此时，系统级设计（System Level Design）开始受到重视。
系统级设计是指在更高层次上对整个系统进行建模和仿真，并将其分解为多个子系统进行独立开发。
八、云计算近年来，云计算技术也开始应用于IC设计中。
云计算可以提供强大的计算和存储资源，并支持多人协同工作。
这种方式可以极大地提高团队协作效率和数据安全性。
九、结语总体来说，集成电路CAD技术的发展历程可以分为手工布图时代、最初的CAD软件、计算机仿真技术、自动布图技术、综合工具、系统级设计和云计算等阶段。