全定制（full custom）集成电路设计方法，是按规定的功能与性能要求，对电路的布局与布线进行专门的优化设计，以达到芯片的最佳利用。全定制设计的最主要工具是Cadence 公司开发的IC 5141、Synopsys公司的HSPICE与Mentor公司的Calibre。本章用到的工具是IC 5141与HSPICE。
3.1 Cadence系统概述
3.1.1 Cadence概述
Cadence公司是一家大型的EDA软件公司，成立于1988年，它几乎可以完成电子设计的方方面面，包括ASIC设计，FPGA设计和PCB版设计。它的特点如下：1）全球最大的EDA公司。
2）提供系统级至版图级的全线解决方案。
3）系统庞杂，工具众多，不易入手。
4）与众所周知Synopsys公司相比，Cadence的逻辑综合工具略为逊。然而，除逻辑综合外，Cadence在系统设计、前端设计输入和仿真、自动布局布线、版图设计和验
证等领域居行业领先地位。
5）具有广泛的应用支持，几乎所有的IC代工厂都提供Cadence的库支持。
6）IC工程师必须掌握的工具之一。
Cadence与Synopsys的结合可以说是IC设计的黄金搭档。集成电路设计中用到的许多软件，例如IC5141，MMSIM6.0，IUS5.6，SOC Encounter5.2等都是Cadence公司的产品。
3.1.2 系统组织结构
Cadence公司所有工具使用统一的库模型。库按目录结构组织，这有利于工具之间的数据交换和一致操作。Cadence统一的库结构如图3-1所示，包括库的物理组织和逻辑组织。 图3-1 Cadence的系统组织结构
逻辑组织中的元素定义如下：
库（Library）：一个设计（例如电路模块，整个芯片等）。例如可以把D触发器作为一个库。单元（Cell）：构成库的设计对象。例如D触发器由反相器和传输门等构成。反相器和传输门即是D触发器的单元。
视图（View）：单元的一种视图形式。例如反相器这个单元有版图（Layout）、电路图（Schematic）、符号（Symbol）等视图形式。
3.1.3 环境设置
使用Cadence，必须在自己的计算机上作一些相应的设置，这些设置包括很多方面。作为初学者，只需进行以下几项设置：
.cshrc文件是用户启动LINUX的配置文件，指定LINUX系统和EDA工具软件的环境变量，以及LINUX 、EDA工具软件和Licence文件所在的路径。 .cshrc必须放在用户的home directory（家目录）下，若用户是csh，则用户启动Linux 时，会自动载入home directory下的.cshrc文件。
2、.cds.lib文件设置
.cds.lib文件是Cadence的库管理文件，通常存放在启动目录下。icfb&启动时，会自动将启动目录下的.cds.lib文件载入。对于初次使用Cadence的用户，Cadence会在用户的启动目录下生成一个.cds.lib文件，用户通过CIW生成一个库时，Cadence会自动将其加入启动目录下的.cds.lib文件中。如果用户需要加入自己的库，则可以修改自己的库管理文件.cds.lib。3、.cdsenv文件设置
.cdsenv文件包含了Cadence软件的一些初始设置，该文件用Skill语言写成的，Cadence 可直接执行。
4、.cdsinit文件设置
与.cdsenv一样，.cdsinit中也包含了Cadence软件的一些初始化设置，该文件是用Skill 语言写成的，Cadence可直接执行。
在icfb&启动时，会首先自动调用.cdsinit文件和.cdsenv文件并执行其中的语言。若仅为初学者，可以不编写这两个文件，Cadence 会自动调用隐含的设置。
.cdsenv和.cdsinit这二个文件可存在于ic5141平台的安装目录、用户目录和启动目录下。icfb&启动时，优先载入的次序是启动目录、用户目录和IC5141安装目录。
5、工艺文件（technology file）设计
技术文件库对于IC设计而言是非常重要的，其中包含了很多设计中所必需的信息。对于版图设计者而言，技术库就显得更为重要了。要生成技术文件库，必须先编写技术文件。技术文件主要包括层的定义，符号化器件的定义，层、物理以及电学规则和一些针对特定的Cadence工具的规则的定义，例如自动布局布线的一些规则，版图转换成GDSII文件时所用到的层号定义。
初学者不用试图去编写技术文件，可使用现成的PDK，详见附录中的PDK安装。
6、显示文件（display.drf）设置
display.drf文件控制Cadence工具的显示，一般位于PDK安装目录或工作目录下。初学者不用试图去编写display.drf文件，可使用现成的PDK，详见附录中的PDK安装。
通常，在PDK的说明文件中，能到这6个环境变量的设置说明（.cshrc文件的设置还应参看软件的安装说明，详见附录）。针对NCSU工艺库的环境配置在下一节中有说细说明。
3.2 电路图设计工具Compose
微生物添加剂当完成了一系列的安装（IC5141、Hspice、NCSU库、OSU库安装），就可以启动Cadence 软件，进行IC设计了。
3.2.1 启动与CIW
启动Cadence 软件的命令有很多，不同的启动命令可以启动不同的工具集。由于icfb能启动IC 5141中的绝大多数工具，因此最常用的启动命令是icfb。
1、为设计建立一个子目录
假设你的家目录是/home/suli，你的所有IC设计准备存放在/home/suli/design目录下，并将本章的所有IC设计存放在/home/suli/design/ncsu子目录，则应先为设计建立这个子目录。方法如下：打开终端，当前目录即是家目录（/home/suli），然后进行如下所示的操作。
$ mkdir design
$ cd design
$ mkdir ncsu
$ cd ncsu
2、工艺库和Cadence的环境配置
IC设计必须要有工艺库的支持，本章的设计例子和实验均使用NCSU工艺库。有关NCSU 工艺库的安
装详见附录。本章假设NCSU工艺库已安装在/home/suli/ic_lib/ncsu-cdk-1.5.1子目录中。针对NCSU工艺库进行Cadence环境配置的方法如下：
1）在家目录（/home/suli）中的.cshrc文件中加上：
# .cshrc for NCSU CDS 1.5.1 （这一句是注释）
setenv CDK_DIR /home/suli/ic_lib/ncsu-cdk-1.5.1
2）把下列二个文件拷贝到工作目录（/home/suli/design/ncsu）下：
/home/suli/ic_lib/ncsu-cdk-1.5.1/cdssetup/cdsinitsim卡复制器
/home/suli/ic_lib/ncsu-cdk-1.5.1/cdssetup/cdsenv
并把拷入的cdsinit和cdsenv文件分别改名为.cdsinit和.cdsenv（即前面加一个点）。
蓄电池恒温箱
3）把/home/suli/ic_lib/ncsu-cdk-1.5.1/cdssetup/cds.lib拷贝到工作目录
（/home/suli/design/ncsu）下，并在拷入的cds.lib中加入Cadence自带的必要的库，如下所示：INCLUDE $CDS/share/cdssetup/cds.lib
DEFINE sample $CDS/tools/dfII/samples/cdslib/sample
3、IC 5141的启动
模结构经过上述准备，在工作目录（/home/suli/design/ncsu）下键入
$ icfb&
经过一段时间就会出现ic5141的启动界面，然后出现如图3-2所示的CIW (Command Interpreter Window)窗口。
Log 文件
输出域
防爆恒温恒湿菜单栏窗口号
命令提示行
输入域鼠标按钮提示
图3-2 CIW窗口
从CIW窗口就可以调用许多工具并完成相应任务。它的用户界面包括以下几个部分：1）Log文件：显示使用的软件名，以及log 文件位置。如图3-2中的最上一行是：icfb-log：/home/suli/CDS.log
2）菜单栏
3）输出域：输出Cadence 对用户命令的反应
4）输入域：可用来输入Skill 命令（Cadence公司开发的一种命令）
5）鼠标按钮提示：显示捆绑在鼠标左中右三键上的快捷键
6）窗口号
3.2.2 建库
1、建库
卧式双轴搅拌机
有两种方法可以进入如下图3-3所示的建库窗口（Create Library）。
方法一：直接在CIW窗口中进行File -> New -> Library，即进入图3-3-1所示的建库窗口。
方法二：先在CIW窗口中进行Tools-> Library Manager，就会弹出如下图3-3-2所示的库管理器窗口（Library Manager），再在Library Manager窗口中进行File -> New -> Library 也可进入图3-4所示的建库窗口。
图3-3-1 方法一
图3-3-2 方法二
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