IC后仿实例

一个基本CMOS放大器的寄生参数提取及后仿真方法

摘要：Calibre XRC是Mentor Graphics公司的全芯片寄生参数提取工具，提供晶体管级、门级和混合级别寄生参数提取的能力，支持多层次的分析和仿真。它完整的结合了Calibre LVS，并提供几种不同网表的输出，如HSPICE,ELDO,DSPF,SPEF,SPECTRE等，还可通过Calibre RVE显示寄生电阻电容的准确位置。Calibre xRC为模拟与混合信号SoC设计工程师提供了一个独立于设计风格和设计流程的单一的寄生参数提取解决方案。对于模拟电路或者小型模块的设计工程师来说，Calibre xRC提供高度的精确性以及与版图环境之间的高度集成。对于数字、大型模块以及全芯片的设计而言，Calibre的层次化多边形处理引擎为Calibre xRC提供足够的性能。Cadence ADE环境里集成了Spectre的强大仿真功能，可对电路进行精确的仿真。

关键词：Calibre XRC 寄生参数提取 Cadence ADE 后仿真

1.引言

集成电路的设计与制造都已经进入深亚微米时代，寄生参数对电路的影响已不可忽略。特

别是对于一些要求精确的模拟电路，如果不考虑寄生参数将得不到一个满意的结果，甚至功能都不对。本文以一个放大器为例，运用Calibre XRC提取出对应于逻辑图的带寄生参数的原理图，在Cadence环境里直接用SPECTRE对电路进行后仿真。

2.运用Calibre XRC提取带寄生参数的原理图

采用CMOS工艺设计的一个基本放大器，其原理图如图1所示，版图如图2所示。

图1 电路图

1/5

图2 版图 在cdsnew里，Calibre的菜单已经集成在Cadence环境里了。打开电路的版图可以看到Calibre的菜单，点击 Run PEX，启动Calibre XRC的GUI（图形界面）。如图3所示，Rules及Inputs选项里同Calibre LVS一样，填写Calibre XRC用的命令文件（Command File），运行XRC的目录，版图的GDS与逻辑图的CDL。

图3 PEX的图形界面

这里我们主要关注Outputs选项，在Extraction Type里，第一项为了得到最精确的提取通常选Transistor Level，代表晶体管级的提取。第二项可以选择R＋C＋CC，R＋C，R，C＋CC，其中R代表寄生电阻，C代表本征寄生电容（对地节点的电容），CC代表耦合电容。第三项可以选择No Inductance， L或L＋M，分别代表不提取电感，只提取电感和提取电感与互感。这些设置由电路

2/5

图的规模和提取的精度而定。对精确要求的小规模模拟电路，第二项选择R＋C＋CC，第三项选No Inductance（不考虑电感）。在Format一栏中，可以选择SPECTRE，ELDO，HSPICE等网表形式，本文中为了结合Cadence ADE选择CALIBREVIEW形式，Use Names From可以根据需要选择Schematic或Layout。

设置完毕后，点击Run PEX，开始寄生参数提取。通常Calibre XRC先执行LVS，之后提取寄生参数，最后将原有的器件和提取出的寄生电阻及电容等反馈到一个带寄生信息的电路图中。PEX完成后，弹出如下对话框：

图5 Calibre View设置界面 其中，Output Library表示新生成的电路图的 Library，通常选为原理图的Schematic与Symbol所在的Library。Calibre View Type代表新生成的Schematic的View的形式，可以取任意名字，默认的为calibre。Cellmap File是描述提取寄生参数前后器件对应关系的文件，默认的是./calview.cellmap,这个文件可以手工编写，如果第一次提取，可以使用下面的对话框配置这个文件。在右边填入对应器件的库与单元，为了能使用Cadence ADE 环境请选择analogLib库的器件，电阻用res,电容用cap,nmos管用nmos4,pmos管用pmos4。每次对应完请点击Auto Map Pins，完成对应设置。

图6 设置calview.cellmap文件的对话框

全部器件设置完成后，在Output Library中将出现所提取的带寄生参数的原理图，通常寄生电阻电容规则的排列在下面，上面为原来的器件，但是这个图没有规则的连线，是用Name来进行连接的。有了这个带寄生参数的原理图就可进行后仿真了。还可以点击图3中的Start RVE打开RVE窗口，在View菜单里点击Net Parasitics，可以方便的看到各个点的寄生参数。点击可以直接在

3/5

版图上高亮。

3.使用ADE进行后仿真

打开提取出来的原理图，加上激励信息后，在Tools菜单中点击Analog Environment命令启动ADE。将会弹出如图所示的对话框，

选择分析 RUN

图7 ADE的图形界面

在Setup菜单里点击Model Libraries…，弹出设置 Model的对话框，在里面填入Foundry提供的Spectre Model，在Outputs菜单里点击To Be Plotted里的Select On Schematic，选择所要看波形的点，可以直接在逻辑图上点。然后在右边小窗口里点击选择想要做的分析，比如TRAN，DC，AC等。最后点击Run图标就可进行仿真了，仿真结束会自动跳出仿真波形的。下图为前后仿真的图形，由于规模较小，寄生参数对结果影响不大。

图8 前后仿真图形 4.结束语

4/5

本文只是用一个简单的例子描述了一下提取及后仿的过程，至于前后仿真的结果差异不大，并不代表寄生参数可以忽略不计，随着电路的规模加大，工艺尺寸的缩小，寄生参数对电路的影响可能是致命的

5/5

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lndw.html