《芯片后端验证》PPT课件.ppt

版图验证,IC 后端流程图:,Cadence 版图验证工具,Diva Diva 是 Cadence 的版图编辑大师Virtuoso集成的交互式版图验证工具，具有使用方便、操作快捷的特点，非常适合中小规模单元的版图验证。 Dracula Dracula（吸血鬼）是 Cadence 的一个独立的版图验证工具，按批处理方式工作，功能十分强大，目前是完整芯片验证的标准。,版图验证工具DIVA,Diva Design Interactive Verification Automation DIVA 是 Cadence软件中的验证工具集，用它可以找出并纠正设计中的错误.它除了可以处理物理版图和准备好的电气数据，从而进行版图和线路图的对查（LVS）外。还可以在设计的初期就进行版图检查，尽早发现错误并互动地把错误显示出来，有利于及时发现错误所在，易于纠正。,版图验证工具DIVA,Diva 工具集组成: 1.设计规则检查（iDRC） 2.版图寄生参数提取（iLPE） 3.寄生电阻提取（iPRE） 4.电气规则检查（iERC） 5.版图与电路图一致比较（iLVS）,版图验证工具DIVA,Remark: Diva中各个组件之间是互相联系的，有时候一个组件的执行要依赖另一个组件先执行。例如：要执行LVS就先要执行DRC。 运行 Diva 之前，要准备好规则验证文件，这些文件有默认名称：做DRC时的文件应以divaDRC.rul命名，版图提取文件以divaEXT.rul命名。做LVS时规则文件应以divaLVS.rul命名。,版图验证工具DIVA,DIVA功能 DRC Extractor ERC LVS,版图验证工具DIVA,DRC:对 IC 版图做几何空间检查，以确保线路能够被 特定加工工艺实现。 ERC:检查电源、地的短路，悬空器件和节点等电气 特性。 LVS:将版图与电路原理图做对比，以检查电路的连 接，与MOS的长宽值是否匹配。 LPE:从版图数据库提取电气参数（如MOS的W、L值 BJT、二极管的面积，周长，结点寄生电容 等）并以Hspice 网表方式表示电路。,版图验证工具DIVA,DIVA工具流程,版图验证工具DIVA,Design Rule Checking,版图验证工具DIVA,DRC 界面,版图验证工具DIVA,Checking Method指的是要检查的版图的类型: Flat 表示检查版图中所有的图形，对子版图块不检查。 Hierarchical利用层次之间的结构关系和模式识别优化，检查电路中每个单元块内部是否正确。 hier w/o optimization 利用层次之间的结构关系而不用模式识别优化，来检查电路中每个单元块 。 Checking Limit 可以选择检查哪一部分的版图: Full 表示查整个版图 Incremental 查自从上一次DRC检查以来，改变的版图。 by area 是指在指定区域进行DRC检查。一般版图较大时，可以分块检查。,版图验证工具DIVA,Switch Names 在DRC文件中，我们设置的switch在这里都会出现。这个选项可以方便我们对版图文件进行分类检查。这在大规模的电路检查中非常重要。 Echo Commands 选上时在执行DRC的同时在CIW窗口中显示DRC文件。 Rules File 指明DRC规则文件的名称，默认为divaDRC.rul Rules Library 这里选定规则文件在哪个库里。 Machine 指明在哪台机器上运行DRC命令。 local 表示在本机上运行。对于我们来说，是在本机运行的，选local。 remote 表示在远程机器上运行。 Remote Machine Name 远程机器的名字。,版图验证工具DIVA,Diva 查错: 错误在版图文件中会高亮显示，很容易观察到。另外也可以选择Verify-Markers-Find菜单来帮助找错。单击菜单后会弹出一个窗口，在这个窗口中单击apply就可以显示第一个错误。 同样，可以选择Verify-Markers-Explain来看错误的原因提示。选中该菜单后，用鼠标在版图上出错了的地方单击就可以了。也可以选择Verify-Markers-Delete把这些错误提示删除。,版图验证工具DIVA,版图验证工具DIVA,分析错误（Explain）,版图验证工具DIVA,版图验证工具DIVA,Extractor,版图验证工具DIVA,Extractor 功能 提取器件和互联信息用于 ERC 或 LVS 提取网表 提取有寄生参数的版图网表用于模拟 提取层次 Flat Hierarchical Micro,版图验证工具DIVA,Extractor 界面,版图验证工具DIVA,版图验证工具DIVA,LVS,版图验证工具DIVA,版图验证工具DIVA,版图验证工具Dracula,Dracula （吸血鬼）是 Cadence 的一个独立的版图验证工具，它采用批处理的工作方式。Dracula 功能强大，目前被认为布局验证的标准，几乎全世界所有的 IC 公司都拿它作 sigh-off 的凭据。特别是对整个芯片版图的最后验证，一定要交由 Dracula 处理。,版图验证工具Dracula,Basics of Dracula Verication 版图验证与工艺相关-需要工艺信息数据库 版图验证输入-版图数据(GDSII格式);网表信息(用于LVS);工艺相关信息 验证方式-Incremental VS Full chip Hierarchical VS Flatten Online VS offline,版图验证工具Dracula,Dracula 主要功能: 1设计规则检查DRC * 2电气规则检查ERC 3版图&原理图一致性检查LVS * 4版图参数提取LPE 5寄生电阻提取PRE,版图验证工具Dracula,Dracula 的处理流程,版图验证工具Dracula,How to Use Dracula Tool 创建/获取命令文件; 填充设计数据信息; 编译命令文件; 提交执行文件; 查询验证结果报表并修改错误;,版图验证工具Dracula,版图GDSII 格式转换 WHY：Dracula 处理对象是GDSII文件 操作步骤： 执行：CIWFileExportStream 弹出如下窗口：,版图验证工具Dracula,运行目录,输出文件名,版图验证工具Dracula,It is this,the two units should be consistent!,These two items should be changed according to your design,版图验证工具Dracula,Dracula-DRC,Function of DRC 检查布局设计与制程规则的一致性; 基本设计规则包括各层width,spcing及不同层之间的spcing,enclosure等关系; 设计规则的规定是基于process variation, equipment limitation,circuit reliability; 特殊情况下,设计规则允许有部分弹性;,Dracula-DRC,Find DRC Errors with InQuery,Dracula-DRC,Dracula DRC 验证步骤： 把版图的GDII文件导出到含有DRC规则文件的目录（run directory）下； 更改DRC文件中的INDISK和PRIMARY值； 在xterm中，进入含DRC规则文件的运行目录下，依次输入如下命令： % PDRACULA %:/get DRC文件名 %:/fi % ,Dracula-DRC,打开待检验单元的版图视图，在工作窗口选择ToolsDracula Interface （对于4.45以下版本，选择Tools-InQuery），工具菜单里多出DRC、LVS等项。,Dracula-DRC,选择DRC-setup，弹出如下图所示对话框，在Run Directory栏中填入运行DRC的路径后，点OK，打开的版图中会出现错误标记。,Dracula-DRC,Dracula-LVS,Dracula LVS(包含器件提取）步骤: 1.把版图的GDSII文件导出到含有LVS规则文件的目录； 2.把单元的hspice网单文件导出到含有LVS规则文件的目录； 3.更改LVS规则文件中的INDISK和PRIMARY值； 4.在控制终端的含LVS规则文件的目录下输入： :LOGLVS :cir 网单文件名,Dracula-LVS,%:con 原理图单元名 %:x %:PDRACULA %:/get LVS规则文件名 %:/fi %,Dracula-LVS,LVS 比较结果查看: 按上述步骤执行完LVS后，工作目录下会生成名为lvsprt.lvs的文件，打开此文件可以查看LVS结果报告。如果版图与电路图匹配，会显示“LAYOUT AND SCHEMATIC MATCHED”，否则，会列出Discrepancy项，并注有不能匹配的部分在版图中的坐标和网单中的器件名。,Dracula-LVS,InQuery for LVS Setup environment for lvs,Dracula-LVS,Select error,Dracula-LVS,Display net or device,Dracula-LVS,SchematicCDL网表转换： CIW-FileExportCDL,Dracula-LVS,Calibre Introduction,Calibre 是Mentor Graphics 的IC版图验证软件，此软件包括设计规则检查(DRC)、版图与原理图一致性检查(LVS)、电气规则检查(ERC)、及版图寄生参数萃取(LPE)等验证功能。 此软件的操作界面主要分为图形模式(GUI)(graphical user interface) Calibre Interactive与指令模式（Command Line），其中图形模式可以单独启动，亦可与Virtuoso 等软件相连接，其操作界面皆相同；指令模式则是类似于Dracula 的操作方式。 对于规模较小的版图应用Interactive 很方便，而且直观的图像化接口便于初学者使用。 采用命令行模式能够快速输入控制命令，快速执行，其结果精确稳定。 以下简介说明以图形模式为主。,Calibre DRC,如上图所示，DRC 的输入有两项，一个是layout，就是手工或APR(automatic place and route) （自动布局布线）工具生成的版图，一般是GDSII 格式。另一个是Rule File，Rule File 告诉DRC 工具怎样做DRC，这个文件十分重要，一般，由流片厂家提供，或者由designer 根据流片厂家提供的版图几何规范自己写。Calibre 读入GDS（版图）和Rule File，进行处理，输出结果，输出结果是calibre 自己定义的格式，designer 可以通过一个Viewer 来看，一般用cadence 的virtuoso 来分析输出结果和修改版图。,因为做DRC 会产生很多文件，建议建立一个专属于此Layout 做DRC 时的新文件夹。然后拷贝Rule File 至此工作目录下。 从版图中导出GDS文件至此工作目录下，亦可在Calibre DRC 图形界面中选择从当前版图中导出GDS文件。,Calibre DRC,点击Virtuoso 中Calibre 选项中的Run DRC 在命令窗口里输入 calibre gui 启动calibre GUI,再选择DRC 在命令窗口里直接输入calibre -gui -drc,启动DRC 的方法,红色代表这些选项需要你设置，填入信息； 绿色代表已经完成设置，但是对于特定的DRC不一定完全正确，也就是也许本来就是显示绿色，但是还有需要修改的地方； 有时显示灰色，代表此时不需要填写内容。,Runset File是RUN DRC时需要填入的一些设置，方便于下次RUN。第一次由于没有，所以就点选New Runset 。等第一次RUN完后，可以将填入的设置存成一个Runset File。再RUN DRC时，可以将这个Runset File Load进来。,Calibre DRC,点击Rules 命令，在CalibreDRC Rules File 的命令行里输入用来做DRC检查的文件（SVRF），这个文件里包括了一些层次的定义及工艺规则。 在 CalibreDRC Run Directory 里输入你要RUN DRC的路径，建议建一个专门的目录。可以看到这时 Rules 已经变成绿色，表示Rules里设置完成了。 光标滑动停留在命令行时，会弹出提示。,Calibre DRC,点击View可以查看或修改文件。 点击Load装载文件。,Calibre DRC,层次化设计规则检查维持数据库的层次化结构，并且充分利用设计数据的层次化关系减少数据处理时间、内存使用和DRC检查结果数量。,Calibre DRC,GDSII Used for: Changing the database using Calibre; input for other editors 在 DRC Results Database 命令行里输入你要将DRC结果存入的目录及名称。 在 Write DRC Summary Report File 命令行里输入你要将 DRC Summary Report File存入的目录及名称。,run完DRC后立刻开启RVE视窗。 可选择每run一次DRC其将结果覆盖或依附原来的report文件。 当run完DRC后即刻检视report文件。 ASCII (default) Used for: Calibre RVE,Calibre DRC,Run Calibre DRC的相关option，可决定是 否以64bit，远端操作，或多台server执行， 一般均改变预设值。,Transcript 记录Run DRC的过程与相关信息，无法顺利执行，可由此看错误讯息，亦可用Transcript - Save as 存成log file。 Run DRC 执行Calibre DRC check。 可点击Start RVE 自行以手动方式开启RVE视窗。,此图形是run完DRC后弹出的窗口。 左边的是除错(debug)用的RVE窗口。 右边是一个简述的结果文件(DRC Summary Report File) 左边的窗口里有红色的，表示有DRC错误，假如没有DRC错误会出来绿色的。点击每个错误左边的 ，就可以进行每个具体错误的Debug。,当我们修改完layout时再依照上面的流程run DRC即可不用再导出*.gds文件。 当你的DRC RVE 的图显示 No Errors 时，这就表示你的layout 已经通过了DRC 的检验。,Calibre DRC,Calibre LVS,LVS 的流程是： 从APR 工具实现的版图中提取（extract）出一个网表。 将这个提取出的网表与APR 工具要实现的网表比较，它们应该相同。 如果两个网表不一样，这时手工修改版图，使之与要实现的网表相一致。 上图描述了Calibre LVS 的flow。,Calibre LVS,LVS流程 专门建立一个新的文件夹用于此次LVS 。 将Rule File拷贝至此文件夹。 从版图中导出GDS文件至此文件夹下，操作同DRC时导出版图，亦可在Calibre DRC 图形界面中选择从当前版图中导出GDS 文件。 利用Analog Environment 中的hspiceS 从电路图中导出网表。下面是导出网表的图示。,Calibre LVS,在Simulator中选择hspiceS,Calibre LVS,将电路图网表拷贝至你所建立的新目录scj_lvs中与*.gds和rule file 放置在一起，此时要修改电路图网表的内容，使其与layout有相同的model name，以及把VDD!等的惊叹号去掉，以保持与layout网表的一致性。,Calibre LVS,启动LVS方法（三种方法启动图形界面） 在版图的Calibre菜单下点出 RUN LVS 命令 在命令窗口里输入 calibre gui 启动calibre GUI,再选择LVS,直接在命令窗口里输入calibre gui -lvs,Calibre LVS,上面的窗口中，可以看到 Rules 与 Inputs 两个命令是红色的，表示 RUN LVS 需你设置的。 点击 Rules 命令，在 CalibreLVS Rules File 的命令行里输入用来做 LVS检查的文件（SVRF），这个文件里包括了一些层次及器件的定义等。 在 CalibreLVSun Directory 里输入你要 RUN LVS 的路径，建议建一个专门的目录。可以看到这时Rules 已经变成绿色，表示 Rules 里设置完成了。每个命令行后面的可以帮助你选择文件。,Calibre LVS,点击Inputs 命令，如果选择Layout vs Netlist ,则在Layout 命令行里输入你要检查的版图的GDS，假如你已经当前版图输出GDS 了，可以输入已经生成的GDS。假如你还没有输出GDS，可以选下面的Import layout database from layout viewer 设置，这样Calibre 在Run LVS 时就先把当前的版图输出GDS，名字就是你上面输入的GDS 名。 Primary Cell 的命令行里就是当前的顶层单元名。 Lay