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芯片设计工具及应用 浙江大学ICLAB实验室韩雁教授hany 2017年9月 一 基础知识二 课程介绍三 Linux命令及上机操作 目录 名词术语及其关系 微电子学半导体芯片集成电路半导体产品制造业 分立器件半导体设备制造业 光电子器件半导体材料制造业 传感器 学科 产业 主要产品 产品形式 基础知识 课程介绍 Linux命令及上机操作 2013 15年全球半导体芯片产品销售比例 资料来源 世界半导体贸易统计组织 WSTS 半导体产业现状 基础知识 课程介绍 Linux命令及上机操作 摩尔定律 每过18个月 IC中晶体管的集成度增加一倍微米时代3um 2um 1 2um 亚微米时代0 8um 0 5um 深亚微米时代0 35um 0 25um 0 18um 0 13um 纳米时代90nm 65nm 45nm 40nm 28nm 32nm L 特征尺寸 基础知识 课程介绍 Linux命令及上机操作 课程介绍 3学分 每周二下午1 3节 课程分为三个模块 13次课堂教学 每堂布置1道作业 分3次验收 模块一 3次课堂教学 3次作业 1次现场验收 模块二 5次课堂教学 5次作业 1次现场验收 模块三 4次课堂教学 4次作业 1次现场验收 教材 半导体器件TCAD设计与应用 韩雁等编著 2013年3月出版 对应模块一 模拟集成电路与数字集成电路设计工具实用教程 韩雁等编著 2017年8月出版 对应模块二 三 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 今天上课内容 课程介绍 课堂教学 作业随堂验收 模块一 半导体工艺与器件设计工具 3 1 模块二 模拟IC设计工具 5 1 模块三 数字IC设计工具 4 1 Linux命令及上机操作上机实验作业介绍 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 模块一 工艺仿真工具TSUPREM 4和器件仿真工具MEDICI新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus设计实例 用TCAD设计ESD防护器件上机实验验收课随堂验收工艺与器件设计的3次作业 半导体工艺与器件设计工具 3 1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 1 3 工艺仿真工具TSUPREM 4和器件仿真工具MEDICI 工艺仿真工具TSUPREM 4介绍模型介绍TSUPREM 4基本命令介绍双极晶体管的工艺仿真示例器件仿真工具MEDICI介绍MEDICI实例1 LDMOS器件仿真MEDICI实例2 NPN三极管仿真 模块一 续1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 2 3 新一代工艺及器件仿真工具Sentaurus 工艺仿真系统SentaurusProcess器件结构编辑工具SentaurusStructureEditor器件仿真工具SentaurusDevice集成电路虚拟制造系统SentaurusWorkbench 模块一 续2 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 3 3 设计实例 用TCAD设计ESD防护器件 ESD防护器件简介工艺仿真器件仿真及模型的选取热边界条件的设定ESD防护器件仿真中收敛性问题对关键性能有影响的关键参数二次击穿电流的仿真 模块一 续3 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 随堂验收工艺与器件设计的3次作业 作业1 1用T4做出一个NMOS管 再输入到MEDICI中 进行栅特性仿真 作业1 2用Sentaurus工艺仿真软件跑出一个NMOS器件 通过修改器件参数 使得耐压提高20 作业1 3将一个仿真不收敛的ESD防护器件 通过网格调整而变得收敛 模块一 3 1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 模拟IC设计工具 5 1 系统级仿真与Matlab模拟电路仿真工具 快速仿真 数模混合仿真设计实例 基准源 噪声 开关电容及Monte Carlo仿真模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件版图验证与后仿真上机实验验收课 随堂验收模拟IC设计的5次作业 模块二 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 1 5 系统级仿真与Matlab 集成电路设计的一般流程系统级建模工具 Matlab设计实例 利用Matlab设计一个数字IC 模块二 续1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 2 5 模拟电路仿真工具 快速仿真 数模混合仿真 Spectre模拟电路仿真Ultrasim快速仿真Spectreverilog数模混合仿真演示 模块二 续2 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 3 5 设计实例 基准源 噪声 开关电容及Monte Carlo仿真 电压基准源设计集成电路噪声分析及仿真开关电容电路理论 设计举例及仿真Monte Carlo仿真 模块二 续3 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 4 5 模拟IC版图绘制及Virtuoso工具软件 典型深亚微米CMOS工艺流程DesignRule简介Virtuoso软件简介及使用PDK简介版图设计中的相关专题 模块二 续4 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 5 5 版图验证与后仿真 概述DRC LVS与后仿真介绍验证工具介绍Calibre使用方法Diva规则文件简介实例分析 模块二 续5 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 上机实验验收课 随堂验收模拟IC设计5次作业 作业2 1利用Simulink搭建一个4 16线译码器的仿真模型作业2 2对一个数模混合的FSK电路进行数模混合仿真作业2 3仿基准电压源的温度系数 工艺角 电源抑制比 环路稳定性作业2 4绘制一个电流控制振荡器 版图面积 0 05mm 2作业2 5通过DRC以及LVS 获得前仿 后仿结果 模块二 5 1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 数字IC设计工具 4 1 可综合Verilog语言及FPGA验证逻辑综合与可测性设计数字IC自动布局布线数字集成电路验证方法学上机实验验收课 随堂验收数字IC设计4次作业 模块三 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 1 4 可综合Verilog语言及FPGA验证 可综合VerilogTestbench编写HDL的软件仿真FPGA简介及验证流程FPGA设计中的基本问题 模块三 续1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 2 4 逻辑综合与可测性设计 逻辑综合基本概念逻辑综合工具 DesignCompiler可测性设计基础可测性设计工具测试矢量生成软件TetraMAX 模块三 续2 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 3 4 数字IC自动布局布线 数字IC设计典型流程自动布局布线基本概念自动布局布线工具Astro介绍 模块三 续3 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 4 4 数字集成电路验证方法学 验证的必要性验证方法学介绍验证工具介绍演示 模块三 续4 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 上机实验验收课 随堂验收数字IC设计的4次作业 作业3 1制作流水灯 完成前仿及FPGA布局布线后的后仿作业3 2完成流水灯控制电路的逻辑综合及可测性设计作业3 3在SMIC40nm工艺下完成流水灯IC的布局布线作业3 4完成流水灯控制电路的验证平台 得出代码覆盖率 模块三 4 1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 关于上课和考试 听课必须到课作业可以三个模块选做一个 二个或三个考试三个模块内容都要考 考概念为主 平时作业占50 期末闭卷考占50 问题 建立微信群 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 Linux命令及上机操作 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 1 基本操作与基本命令2 压缩与解压缩命令3 ftp软件用法4 vi编辑器5 启动cadence sentaurus等应用软件6 常见问题及解决办法 将电脑的IP设置到闭路环境中 1 在IP配置页面中点击高级选项 2 添加IP地址192 168 83 XXX 自己的IP地址 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 基本操作与基本命令 步骤一下载安装putty软件网址可在微纳电子研究所网站服务指南栏目里寻找 在Hostname处填工作站IP地址 133 putty默认端口22 协议protocol选SSH 把所选服务器133Load上 然后按Open登录服务器 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 Putty软件界面 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 步骤二下载winvnc软件网址可在微纳电子研究所网站服务指南下寻找 运行winvnc 填入服务器名称 端口号码 192 168 83 138 2 端口号 注意 此处的 号要切换到英文输入法下输入 中文输入法下输入的 号无效 VNC软件界面 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 此处填入vnc端口密码 只能用英文输入法输入 在Xterm窗口中 用命令行处理数据或启动软件 VNC登录 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 LINUX文件命名规则 大小写敏感 file1和File1表示两个不同的文件 无专用扩展名 LINUX文件名可出现多个小数点 并无特殊含义 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 LINUX特殊字符 表示根目录 表示当前目录 表示当前目录的父目录 字符串表示隐藏文件 如 profile 文件 任何字符 如 ab 10 表示以ab开头和以10结尾的任何文件名 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 LINUX文件系统常用命令 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 cp命令 该命令的功能是将给出的文件或目录拷贝到另一文件或目录中 语法 cp 选项 源文件或目录目标文件或目录例如 cp i home lx test tar 把 home lx目录下的test tar文件拷贝到当前目录下 常用选项 f覆盖已经存在的目标文件而不提示 i在覆盖目标文件之前将给出提示要求用户确认 r若给出的源文件是一目录文件 此时cp将递归复制该目录下所有的子目录和文件 此时目标文件必须为一个目录名 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 mv命令 用户可以使用mv命令来为文件或目录改名或将文件由一个目录移入另一个目录中 语法 mv 选项 源文件或目录目标文件或目录例如 mvtest1test2把当前目录下的test1文件重命名为test2mv home lx test tar 把 home lx目录下的test tar文件移动到上级目录下 常用选项 i交互方式操作 如果mv操作将导致对已存在的目标文件的覆盖 此时系统将会询问 以避免误覆盖文件 f禁止交互操作 在mv操作要覆盖已有目标文件时不给任何提示 指定此选项后 i选项将不再起作用 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 rm命令 该命令的功能为删除一个目录中的一个或多个文件或目录 语法 rm 选项 文件例如 rm r home lx test删除 home lx目录下的test文件夹以及文件夹中的内容 常用选项 r表示将列出的全部目录和子目录均删除 i进行交互式删除 使用rm命令要小心 因为一旦文件被删除 是不能恢复的 为了防止这种情况 可使用i选项来逐个确认要删除的文件 如果用户输入y 文件将被删除 如果输入任何其他字母 文件将不会被删除 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 mkdir和rmdir命令 mkdir功能 创建一个目录rmdir功能 删除一个空目录语法 mkdir文件名rmdir文件名例如 mkdirtest在当前目录下创建一个test目录rmdirtest删除当前目录下的test空目录 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 cd命令和pwd命令 cd命令 changedirectory 功能 改变工作目录 例如 cd 进入当前目录的上一层目录cd 进入用户的根目录 同cdcd usr bin跳到 usr bin目录pwd命令 printingworkingdirectory 功能 此命令显示出当前工作目录的绝对路径 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 ls命令 功能 列出目录的内容 语法 ls 选项 目录 例如 ls列出当前目录下的文件 不包括隐藏文件ls a列出当前目录下的文件 包括隐藏文件常用选项 a显示指定目录下所有子目录与文件 包括隐藏文件 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 压缩与解压缩命令 压缩命令包括tar命令和gzip命令解压缩命令包括tar命令 gzip命令和unzip命令 常见的压缩后缀有 tar tar gz gz zip 这四种格式都可以用以上所讲的命令压缩和解压缩 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 tar命令 功能 压缩和解压缩文件语法 tar 主选项 辅选项 文件或者目录常用主选项 c压缩文件 x解压缩文件常用辅助选项 f使用档案文件或设备 这个选项通常是必选的 v详细报告tar处理的文件信息 例如 tar cvfbak tarbackup压缩backup目录下的所有文件和目录tar xvfbak tar将压缩文件bak tar还原 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 gzip命令 功能 压缩与解压缩文件语法 gzip 选项 文件名常用选项 v压缩文件 d解压缩文件 例如 gzip vfile将file文件压缩成file gz文件gzip dfile gz将file gz还原成file文件 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 unzip命令 功能 解压缩文件语法 unzip 选项 压缩文件名 zip常用选项 n不覆盖已经存在的文件 o覆盖已存在的文件且不要求用户确认 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 ftp软件用法 ftp软件 在本地PC机与服务器或服务器之间传输数据 服务器地址 端口 用户名 密码 可使用flashFXP软件服务器地址 192 168 83 136ftp默认端口 21用户名 登录putty时使用的帐号密码 登录putty时使用的密码 亦即UNIX密码 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 在服务器与服务器之间传输数据例如 从138服务器连接136服务器 拷贝资料 首先 在138的Xterm窗口中输入gftp命令打开gftp窗口 gftp ftp软件用法 续1 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 ftp软件用法 续2 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 vi编辑器 vi是所有LINUX系统都会提供的文本编辑器 它提供了一个视窗 通过它可以编辑文件 当然 对LINUX系统略有所知的人 或多或少都觉得vi超级难用 但vi是最基本最早期的编辑器 直接在Xterm窗口中输入vi 便可以打开vi编辑器窗口 50 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 vi可以分为三种操作状态 分别是命令模式 Commandmode 插入模式 Insertmode 底线命令模式 Lastlinemode Commandmode 控制屏幕光标的移动 Insertmode 唯有在Insertmode下 才可做文字数据输入 按Esc键可回到Commandmode Lastlinemode 储存文件或离开编辑器 vi编辑器 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 vi的基本操作 进入vi输入vi及文件名后 即可进入vi全屏编辑界面 进入vi之后默认处于 Commandmode 下 要切换到Insertmode才能输入文字 切换至Insertmode编辑文件在Commandmode下按 i 键就可进入Insertmode 在Insertmode切换到Commandmode模式 按Esc键离开vi及保存文件在Commandmode下 可按冒号 进入Lastlinemode wfilename 将文件写入指定的文件filename wq 存盘并离开vi q 离开并放弃编辑的文件 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 启动Cadence等软件 1 打开一个Xterm窗口 2 source环境变量 3 输入启动命令 例如 启动cadence新建一个Xterm窗口 输入source opt demo cdsmmsim7 cal11 env输入icfb 启动命令后面加 的意思是后台运行icfb这一软件 不影响前台的其它操作 课程介绍 基础知识 Linux命令及上机操作 常见问题及解决办法 问1 文档中许多文件后缀名如 lib cdslib scs等没见过 怎么打开这类文件 答1 大部分文件可以用vi编辑器打开 或者用windows的写字板打开 lib scs是Foundry提供的库文件 制造者的库 cdslib是Cade