Cours CAO Cadence

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Transcript of Cours CAO Cadence

Universit Sidi Mohamed Ben Abdallah Facult Des Sciences Dhar El Mahraz- FsDpartement De Physique

Conception Assiste par Ordinateur (Cadence)Anne universitaire 2012-2013 Master Spcialis Micro-lectronique

Prpar par : Karim El khadir Pr.Hassan Qjidaa

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SommaireI. 1) 2) 3) a) b) c) 4) Logiciel CADENCE ....................................................................................................................... 3 Gnralits ................................................................................................................................. 3 Lancement du logiciel Cadence ................................................................................................ 3 Gestionnaire de librairie ........................................................................................................... 4 Ouverture ............................................................................................................................... 4 Saisie du schma dinverseur ............................................................................................... 5 Environnement de la simulation .......................................................................................... 8 Dessin des masques .................................................................................................................. 14

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I. Logiciel CADENCE1) GnralitsLe logiciel CADENCE est un outil qui va servir pour la simulation et pour le dessin des masques. Le passage des donnes entre le concepteur et le fondeur se fait laide dun fichier de type GDSII. Le concepteur va raliser toutes les tapes jusquau dessin des masques. Le fondeur va ensuite rcuprer les donnes pour fabriquer le circuit. Le logiciel Cadence est un environnement unifi pour lutilisation des outils informatiques dorigines diverses. Il permet au concepteur dutiliser ces outils, avec une interface unique pour saisir, partager, communiquer et afficher des informations. Le fonctionnement dun ASIC dpend des caractristiques physiques du circuit ralis par le procd de fabrication. La premire dcision de conception est de choisir la technologie de fabrication de son circuit. Le fondeur utilise un procd de fabrication (appel technologie ) dont il matrise les tapes technologiques. Ce procd va donner aux dispositifs des caractristiques particulires: comme le dun transistor bipolaire ou le Cox dun transistor MOS. Il va galement imposer des contraintes comme la longueur minimale de grille dun transistor MOS. Le fondeur fournit un fichier technologique (Design Kit) qui fournit Cadence ces informations. Il peut aussi fournir des standard cells (cellules lmentaires telles un transistor) ou des outils spcifiques au concepteur. Dans notre cas, on va utiliser Cadence avec le Design Kith cmos8d caractris par une longueur minimale de grille de 0.18um.

2) Lancement du logiciel CadenceAvant quon puisse lancer Cadence, il y a des fichiers de configuration dont on a besoin dans notre rpertoire de travail. Ces fichiers dterminent lenvironnement dans lequel Cadence travaille et les librairies quon doit inclure dans la session courante. A fin de configurer lenvironnement de ce Projet, il faut se rfrer la documentation Prparation des environnements des Projets en microlectronique qui se trouve dans le mme rpertoire que celui qui contient ce Projet. Une fois lenvironnement est mis en place et quon est sur le compte de travail, partir dune Console on tapera: > cd gpdk180/ > icfb & Aprs environ une minute, la fentre principale de Cadence qui sappelle CIW (Command Interpreter Window) est affiche en bas dcran :

Fig.1 : Command Interpreter Window [CIW]

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Cette fentre est la fentre principale de CADENCE. Cest elle qui va donner les informations en cas de problme. Elle comporte aussi un certain nombre de menus qui sont utiles pour le fonctionnement gnral de CADENCE. Cest la fentre ICFB-LOG. Cette fentre va afficher tous les commentaires ainsi que les ventuels messages derreurs. Toutes les informations qui saffichent dans la fentre ICFB-LOG sont reportes dans un fichier dont le nom et le chemin sont donns dans la partie suprieure. Sur cet exemple, on retrouve toutes les informations affiches dans le fichier CDS.log. Il est aussi possible de charger un fichier ou de dfinir une variable pour CADENCE. Cela se fait par la ligne de commande. Les commandes seffectuent en langage SKILL.

3) Gestionnaire de librairie a) OuvertureIl se peut que la fentre ICFB-LOG soit la seule qui ait t ouverte lors du lancement. Pour pouvoir travailler sur une bibliothque et ses cellules, il faut pouvoir disposer du Library Manager. Pour ouvrir cette fentre, on utilise le menu suivant dans la fentre ICFB-LOG : Tools Library Manger La fentre suivante apparat :

Fig.2: Gestionnaire de librairies: Sur ce gestionnaire, on a trois blocs importants : Library > Cell > View :

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Library : elle contient les diffrentes bibliothques qui leur tour (chacune) contiennent toutes les cellules regroupes par types High Speed (HS) optimise pour la rapidit et Low Leakage (LL) optimise pour la consommation minimale et par types de technologie 0.18um et 90nm ... Cell : cest les cellules qui rfrent aux diffrentes portes. Et si on veut les classer par catgories on a qu cocher Show Categories. View : Pour chaque cellule, on a diffrentes vues : Schematic : une vue pour diter le schma lectrique et pour faire les simulations; Symbol : une vue sur laquelle on trouve le symbole de notre porte pour une utilisation comme sousensemble dans un circuit; Layout : cest une description des masques avec lesquelles notre dessin va tre fabriqu; Extracted : une vue destine la vrification lectrique des masques; Abstract : la vue utilise par les outils de placement routage automatique.

b) Saisie du schma dinverseurDans la fentre Library Manager, slectionnez la vue schematic de la cellule inv dans la libraire MyProject. Mais, comme cette cellule est en mode lecture seulement, copiez-la dans votre propre librairie afin de pouvoir lditer. [schematic] edit ->copy ensuite pour diter la vue schmatique, Cliquez dessus et appuyez sur le bouton du milieu de la souris (BM) et choisissez edit. La fentre schematic apparat :

Fig.3 : La fentre montrant le schma interne de linverseur2ME Page 5

Plusieurs menus sont disponibles : TOOLS : outils de conception (simulateur, routage) DESIGN : gestion des vues et options de lditeur WINDOW : gestion de la fentre courante (Zoom) EDIT : commandes ddition ADD : Gestion des composants CHECK : Gestion des erreurs SHEET : Gestion des pages. . La barre doutils sur la gauche de la fentre permet certains raccourcis. Pour connatre la fonction de chaque bouton, il suffit de laisser le pointeur de la souris dessus, et la fonction saffiche. Il existe aussi des touches de raccourci au clavier. Pour ajouter les transistors dans la fentre schmatique, slectionnez Add instance (ou taper i au clavier pour insert). La fentre suivante apparat :

Fig.4 : Fentre permettant linsertion de nouveaux composants A laide de la touche Browse, on va pouvoir slectionner chacun des composants manquant se trouvant dans Library Browser : Pour le transistor NMOS : Dans le library Browser, on slectionnera : la librairie gpdk180 > la cellule nmos > la vue symbol. La fentre de la fig.5 affiche alors les paramtres relatifs ce transistor (nmos) et les boutons pour pouvoir modifier la position du symbole afin de faciliter la lecture du schma (rotation, miroir horizontal, miroir vertical). Pour placer le symbole du dispositif sur le schma, il suffit de ramener le pointeur de la souris dans la fentre ddition et de cliquer sur le bouton de gauche, autant de fois quon veut utiliser le dispositif dans le schma. Les paramtres de ce transistor sont :2ME Page 6

w= 1um : reprsente la largeur de la grille du transistor; L = 0.18um : reprsente la longueur de la grille du transistor. Son minimum est dfinit par la technologie; Pour le transistor PMOS : Mme chose que NMOS Cration des fils : A partir du menu Add, on choisit la commande wire (narrow); On pointe, avec le bouton de gauche de la souris, sur une pin dun composant; On tire jusqu la pin de lautre composant; On clique pour poser le fils; Et ainsi de suite pour les autres connexions. Ajout de la pin de sortie : On slectionne la commande Pin dans le menu Add. Et on obtient la fentre sur la figure.6 :

Fig.6 :

Fig.5 : Fentre permettant ldition des proprits :

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Dans le champ Direction , on va choisir le type de pin (input, output, input/output). Dans notre cas, cest le type output. Dans le champ Usage , on choisira schematic . Puis, on fait Hide pour placer la pin sur le schma, on clique sur le bouton gauche de la souris. Enfin, il nous reste relier par un fil la pin de sortie au reste du schma de linverseur. Vrification du schma : Il faut ensuite vrifier et sauver le schma final fig.7 : Design > Check and Save La sauvegarde est ncessaire pour la dmonstration. Sans cela, il ne sera pas possible de manipuler cette cellule par la suite.

Fig .7 :

c) Environnement de la simulationLe schma du circuit raliser est termin. Toutefois, il faut sassurer qui nya pas eu derreur de saisie de schma ou de saisie de paramtres. Pour valider le circuit, on utilise la simulation. Or le schma du circuit raliser ne suffit pas pour la simulation. Do la ncessit dutiliser les cellules test_DC, test_AC et test_tran. Ces trois cellules sont des vues schematic qui utilisent la vue symbol de lamplificateur.

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Simulation DC : La simulation DC est un type de simulation qui calcule les points de fonctionnement quand la tension dentre est continue et en fonction dun paramtre dun circuit donn. Pou