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比如说某一条金属线要设计允许通过的电流很大,用一条金属线明显很宽,就可以用两条
甚至三条金属线铺成两层甚至三层,流过每一层金属线上的电流就小了 1/2。层与层是通
过连接孔连接的,在可能的情况下适当增加接触孔数,可确保连接的可靠性。
输入和输出最好分别布置在芯片两端。例如,让信号从左边输入,右边输出,这样可
以减少输出到输入的电磁干扰。对于小信号高增益放大器,这一点特别重要,设计不当会
引起不希望的反馈,造成电路自激。
0。8mA / μm2
金属连线的宽度是版图设计必须考虑的问题。铝金属线电流密度最大为 ,
0。7μm 0。56mA / μm2 1。1μm
Metal1、Metal2( 厚)的电流密度按 设计,Metal3( 厚)按
0。88mA / μm2
设计。当金属中流过的电流过大时,在金属较细的部位会引起“电徙”效应
(金属原子沿电流方向迁徙),使金属变窄直到截断。因此,流过大电流的金属连线应该根
据需要设定宽度。
应确保电路中各处电位相同。芯片内部的电源线和地线应全部连通,对于衬底应该保
证良好的接地。
对高频信号,尽量减少寄生电容的干扰;对直流信号,尽量利用寄生电容来旁路掉直
流信号中的交流成分从而稳定直流。第一层金属和第二层金属之间,第二层金属和第三层
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金属之间均会形成电容。
对于电路中较长的走线,要考虑到电阻效应。金属、多晶硅分别有各自不同的方块电
阻值,实际矩形结构的电阻值只跟矩形的长度比有关。金属或多晶硅连线越长,电阻值就
越大。为防止寄生大电阻对电路性能的影响,电路中尽量不走长线。
MOS管的尺寸(栅长、栅宽)是由电路模拟时定下来的,画MOS管时应按照这些尺寸进
行。但是当MOS管的栅宽过大时,为了减小栅电阻和栅电容对电路性能的影响,需要减小每
个MOS管的栅宽,为达到所需的总栅宽可以采用并联的方式。另外,对于NMOS管,应当充分
保证其衬底接地,而PMOS管应当保证其衬底充分接高电平,特别是MOS管流过大电流时,应
该在管子周围形成隔离环进行保护。
电阻可以用不同的材料形成,可选择性很大,设计者可根据所需电阻值的大小,阻值
的精确度,电阻的面积等来确定选用何种电阻。对于电阻宽度,也需要考虑,保证可以流
过足够大的电流,防止电阻被烧坏。
整个电路的有效面积可能仅仅占整个芯片面积的很小一部分,因此对于芯片中的空闲
面积,可以尽量设计成电容,利用这些电容来旁路外界电源和减少地对电路性能的影响。
此外,还应注意以下几点:
①力求层次化设计。即按功能将版图划分为若干子单元,每个子单元又可能包含若干
子单元,从最小的子单元进行设计,这些子单元又被调用完成较大单元的设计,这种方法
大大减少了设计和修改的工作量,且结构严谨、层次清晰。
②图形应尽量简洁,避免不必要的多边形,对连接在一起的同一层应尽量合并,这不
仅可减小版图的数据存储量,而且使版图一目了然。
③设计者在构思版图结构时,除要考虑版图所占的面积、输入和输出的合理分布、减
小不必要的寄生效应之外,还应力求版图与电路原理框图保持一致(必要时修改框图画法),
并力求版图美观大方(利用适当空间添加标识符)。
版图设计中还有众多注意要点和技巧,需要版图设计者通过实践进行体会、总结和掌
握。
15。4 九天版图设计工具简介
设计管理器(Design Manager,缩写为DM)是九天(Zeni4)系统的总控模块。它对设
计库、设计单元、设计视图等进行统一管理。它集成了原理图编辑器(Schematic Editor)
和版图编辑器(Layout Editor)两大支柱工具,同时也包含了库列表编辑器(Library Path
Editor)、工艺管理器(Technology Center)、原理图自动转换为版图工具(Netlist To
Layout)、数据交换工具(Edif…In/Edif…Out 等)等多种辅助设计工具。该系统主要由四
个设计模块组成:设计管理模块ZeniDM(Zeni Design Manager)、设计输入与仿真验证模块
ZeniSE(Zeni Schematic Editor)、版图设计ZeniPDT模块(Zeni Physical Design Tools)、
版图验证模块ZeniVERI&ZeniHVeri(Zeni Verification &Zeni Hierarchical Verification)
和支持混和信号硬件描述语言的仿真器Verilog…AMS。这些模块覆盖了从原理图输入到生成
最终版图的模拟集成电路设计全过程,设计管理器对这些工具的完美集成使整个设计过程
变的既快捷又轻松。
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15。4。1 启动设计管理器
Linux桌面环境下,鼠标右击打开控制终端(进入命令行方式)
在命令行状态下,启动设计管理器如下:
%dm
同时也意味着Zeni4 工具软件的启动。启动后的设计管理器如图 13…1 所示:
快速查找输入框
组单元列表
视图列表
单元列表
设计库列表
操作信息
图 15…1 设计管理器
从图 13…1 可以看到,设计管理器由四个列表窗口组成,分别为设计库列表窗口、组单
元列表窗口、单元列表窗口和视图列表窗口。每个列表窗口的上方对应有一个快速查找输
入框,用户可以输入字符对列表项进行快速查找。其中组单元列表窗口可以由菜单命令
“Edit…》Cell Group…》Show Group”控制其是否在设计管理器中显示。除组单元列表窗口
外,每个列表窗口均分为两列,左边一列分别显示设计库名、单元名、视图名;右边一列
分别显示设计库、单元、视图生成时间和读写权限。
在操作信息窗口中,设计管理器对不同级别的错误分别用不同的颜色显示:
正常操作信息……黑色
错误操作信息……红色
警告操作信息……蓝色
在设计管理器的最下方实时显示目前用户的选择层次。
15。4。2 实用工具介绍
1)Library Path Editor
其功能是对设计库进行管理。用法:激活菜单命令 Tool…》Library Path Editor。对
话框如下所示,该窗口显示当前所调用的库列表文件名;当前被调用库的信息及状态(是
否隐藏,是否为系统库等)。系统库用红色标注,用户库用黑色标注。隐藏库仅标注在库信
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息前方的,反之则不标注。设计库路径管理的内容保存在工作目录的zeni。lib文件中,如
图中所示的 /space/stul/zeni。lib。
2)Technology Center
其功能主要是编辑、显示工艺层信息及工艺规则。注意此工具仅应用于版图编辑阶段。
用法可以通过两种方法实现:
①选中某库,激活菜单命
令Tools…》Technology Center。
②选中某库,点击鼠标中
键或右键,从弹出式菜单中选
择“Technology”命令。
如图,工艺管理器管理六
大模块数据:工艺层定义
(Layer)、自动打孔规则(Auto
Punch)、间距规则(Space
Rule)、追踪线网规则(Trace
Rule)、层名与层号的对应关系
(GDS Layer Map)和设计规则
检查(DRC Rule)。其中,Layer
的功能用来定义或显示工艺层
号、层名、层的用途、填充方
式、在版图编辑过程中此层是
否有效、此层是否被填充、此
层是否可见及此层是否可被选
择 。 Auto 图 15…2 设计库路径管理窗口 Punch主要使用户在
版图编辑过程中可以在两层之间自动添加一个单孔、十字交叉孔或一组阵列孔单元;其定
义了在哪两层之间添加孔单元,以及这个孔单元与两个工艺层的最小内边间距
(Enclosure);若添加一个十字交叉孔或一组阵列孔,各孔之间的距离由Spacing定义。
Spacing Rule主要用来调整两层之间的最小间距,Trace Rule用来定义两层