本書介紹如何使用Cadence和Synopsys公司的CAD工具來實際設計數字VLSI芯片。讀者通過本書可以循序漸進地學習這些CAD工具,並使用這些軟件設計出可制造的數字集成電路芯片。本書內容按集成電路的設計流程編排,包括CAD設計平台、電路圖輸入、Verilog仿真、版圖編輯、標準單元設計、模擬和數模混合信號仿真、單元表征和建庫、Verilog綜合、抽象形式生成、布局布線及芯片總成等工具;每一工具的使用都以實例說明,最後給出了一個設計簡化MIPS微處理器的完整例子。
本書可與有關集成電路設計理論的教科書配套使用,可作為高等院校有關集成電路設計理論類課程的配套教材和集成電路設計實踐類課程的教科書,也可作為集成電路設計人員的培訓教材和使用手冊。
目錄
1 Introduction
1.1 CAD Tool Flows
1.1.1 Custom VLSI and Cell Design Flow
1.1.2 Hierarchical Cell/Block ASIC Flow
1.2 What This Book Is and Isn﹀t
1.3 Bugs in the Tools?
1.4 Tool Setup and Execution Scripts
1.5 Typographical Conventions
2 Cadence DFII and ICFB
2.1 Cadence Design Framework
2.2 Starting Cadence
2.3 Summary
3 Composer Schematic Capture
3.1 Starting Cadence and Making a New
Working Library
3.2 Creating a New Cell
3.2.1 Creating the Schematic View of a Full Adder
3.2.2 Creating the Symbol View of a Full Adder
3.2.3 Creating a Two-Bit Adder Using the FullAdder Bit
3.3 Schematics that Use Transistors
3.4 Printing Schematics
3.4.1 Modifying PostScript Plot Files
3.5 Variable, Pin, and Cell Naming Restrictions
3.6 Summary
4 Verilog Simulation
4.1 Verflog Simulation of Composer Schematics
4.1.1 Verilog-XL: Simulating a Schematic
4.1.2 NC_Verilog: Simulating a Schematic
4.2 Behavioral Verilog Code in Composer
4.2.1 Generating a Behavioral View
4.2.2 Simulating a Behavioral View
4.3 Stand-Alone Verilog Simulation
4.3.1 Verilog-XL
4.3.2 NC_Verilog
4.3.3 VCS
4.4 Timing in Verilog Simulations
4.4l Behavioral Versus Transistor Switch Simulation
4.4.2 Behavioral Gate Timing
4.4.3 Standard Delay Format (SDF) Timing
4.4.4 Transistor Timing
4.5 Summary
5 Virtuoso Layout Editor
5.1 An Inverter Schematic
5.1.1 Starting Cadence kfb
5.1.2 Making an Inverter Schematic
5.1.3 Making an Inverter Symbol
5.2 Layout for an Inverter
5.2.1 Creating a New layout View
5.2.2 Drawing an nmosTransistor
5.2.3 Drawing a pmos Transistor
5.2.4 Assembling the Inverter from the Transistor Layouts
5.2.5 Using Hierarchy in Layout
5.2.6 Virtuoso Command Overview
……
6 Standard Cell Design Template
7 Spectre Analog Simulator
8 Cell Characterization
9 Verilog Synthesis
10 Abstract Generation
11 SOC Encounter Place and Route
12 Chip Assembly
13 Design Example
A Tool and Setup Scripts
B Scripts to Drive the Tools
C Technology and Cell Libraries
Bibliography
Index
1.1 CAD Tool Flows
1.1.1 Custom VLSI and Cell Design Flow
1.1.2 Hierarchical Cell/Block ASIC Flow
1.2 What This Book Is and Isn﹀t
1.3 Bugs in the Tools?
1.4 Tool Setup and Execution Scripts
1.5 Typographical Conventions
2 Cadence DFII and ICFB
2.1 Cadence Design Framework
2.2 Starting Cadence
2.3 Summary
3 Composer Schematic Capture
3.1 Starting Cadence and Making a New
Working Library
3.2 Creating a New Cell
3.2.1 Creating the Schematic View of a Full Adder
3.2.2 Creating the Symbol View of a Full Adder
3.2.3 Creating a Two-Bit Adder Using the FullAdder Bit
3.3 Schematics that Use Transistors
3.4 Printing Schematics
3.4.1 Modifying PostScript Plot Files
3.5 Variable, Pin, and Cell Naming Restrictions
3.6 Summary
4 Verilog Simulation
4.1 Verflog Simulation of Composer Schematics
4.1.1 Verilog-XL: Simulating a Schematic
4.1.2 NC_Verilog: Simulating a Schematic
4.2 Behavioral Verilog Code in Composer
4.2.1 Generating a Behavioral View
4.2.2 Simulating a Behavioral View
4.3 Stand-Alone Verilog Simulation
4.3.1 Verilog-XL
4.3.2 NC_Verilog
4.3.3 VCS
4.4 Timing in Verilog Simulations
4.4l Behavioral Versus Transistor Switch Simulation
4.4.2 Behavioral Gate Timing
4.4.3 Standard Delay Format (SDF) Timing
4.4.4 Transistor Timing
4.5 Summary
5 Virtuoso Layout Editor
5.1 An Inverter Schematic
5.1.1 Starting Cadence kfb
5.1.2 Making an Inverter Schematic
5.1.3 Making an Inverter Symbol
5.2 Layout for an Inverter
5.2.1 Creating a New layout View
5.2.2 Drawing an nmosTransistor
5.2.3 Drawing a pmos Transistor
5.2.4 Assembling the Inverter from the Transistor Layouts
5.2.5 Using Hierarchy in Layout
5.2.6 Virtuoso Command Overview
……
6 Standard Cell Design Template
7 Spectre Analog Simulator
8 Cell Characterization
9 Verilog Synthesis
10 Abstract Generation
11 SOC Encounter Place and Route
12 Chip Assembly
13 Design Example
A Tool and Setup Scripts
B Scripts to Drive the Tools
C Technology and Cell Libraries
Bibliography
Index
序
2001年7月間,電子工業出版社的領導同志邀請各高校十幾位通信領域方面的老師,商量引進國外教材問題。與會同志對出版社提出的計劃十分贊同,大家認為,這對我國通信事業、特別是對高等院校通信學科的教學工作會很有好處。
教材建設是高校教學建設的主要內容之一。編寫、出版一本好的教材,意味著開設了一門好的課程,甚至可能預示著一個嶄新學科的誕生。20世紀40年代MIT林肯實驗室出版的一套28本雷達叢書,對近代電子學科、特別是對雷達技術的推動作用,就是一個很好的例子。
我國領導部門對教材建設一直非常重視。20世紀80年代,在原教委教材編審委員會的領導下,匯集了高等院校幾百位富有教學經驗的專家,編寫、出版了=大批教材;很多院校還根據學校的特點和需要,陸續編寫了大量的講義和參考書。這些教材對高校的教學工作發揮了極好的作用。近年來,隨著教學改革不斷深人和科學技術的飛速進步,有的教材內容已比較陳舊、落後,難以適應教學的要求,特另�是在電子學和通信技術發展神速、可以講是日新月異的今天,如何適應這種情況,更是一個必須認真考慮的問題。解決這個問題,除了依靠高校的老師和專家撰寫新的符合要求的教科書外,引進和出版一些國外優秀電子與通信教材,尤其是有選擇地引進一批英文原版教材,是會有好處的。
一年多來,電子工業出版社為此做了很多工作。他們成立了一個“國外電子與通信教材系列”項目組,選派了富有經驗的業務骨干負責有關工作,收集了230余種通信教材和參考書的詳細資料,調來了100余種原版教材樣書,依靠由20余位專家組成的出版委員會,從中精選了40多種,內容豐富,覆蓋了電路理論與應用、信號與系統、數字信號處理、微電子、通信系統、電磁場與微波等方面,既可作為通信專業本科生和研究生的教學用書,也可作為有關專業人員的參考材料。此外,這批教材,有的翻譯為中文,還有部分教材直接影印出版,以供教師用英語直接授課。希望這些教材的引進和出版刈高校通信教學和教材改革能起一定作用。
在這里,我還要感謝參加工作的各位教授、專家、老師與參加翻譯、編輯和出版的同志們。各位專家認真負責、嚴謹細致、不辭辛勞、不怕瑣碎和精益求精的態度,充分體現了中國教育工作者和出版工作者的良好美德。
隨著我國經濟建設的發展和科學技術的不斷進步,對高校教學工作會不斷提出新的要求和希望。我想,無論如何,要做好引進國外教材的工作,一定要聯系我國的實際。教材和學術專著不同,既要注意科學性、學術性,也要重視可讀性,要深人淺出,便于讀者自學;引進的教材要適應高校教學改革的需要,針對目前一些教材內容較為陳舊的問題,有目的地引進一些先進的和正在發展中的交叉學科的參考書;要與國內出版的教材相配套,安排好出版英文原版教材和翻譯教材的比例。我們努力使這套教材能盡量滿足上述要求,希望它們能放在學生們的課桌上,發揮一定的作用。
最後,預祝“國外電子與通信教材系列”項目取得成功,為我國電子與通信教學和通信產業的發展培土施肥。也懇切希望讀者能對這些書籍的不足之處、特別是翻譯中存在的問題,提出意見和建議,以便再版時更正。
教材建設是高校教學建設的主要內容之一。編寫、出版一本好的教材,意味著開設了一門好的課程,甚至可能預示著一個嶄新學科的誕生。20世紀40年代MIT林肯實驗室出版的一套28本雷達叢書,對近代電子學科、特別是對雷達技術的推動作用,就是一個很好的例子。
我國領導部門對教材建設一直非常重視。20世紀80年代,在原教委教材編審委員會的領導下,匯集了高等院校幾百位富有教學經驗的專家,編寫、出版了=大批教材;很多院校還根據學校的特點和需要,陸續編寫了大量的講義和參考書。這些教材對高校的教學工作發揮了極好的作用。近年來,隨著教學改革不斷深人和科學技術的飛速進步,有的教材內容已比較陳舊、落後,難以適應教學的要求,特另�是在電子學和通信技術發展神速、可以講是日新月異的今天,如何適應這種情況,更是一個必須認真考慮的問題。解決這個問題,除了依靠高校的老師和專家撰寫新的符合要求的教科書外,引進和出版一些國外優秀電子與通信教材,尤其是有選擇地引進一批英文原版教材,是會有好處的。
一年多來,電子工業出版社為此做了很多工作。他們成立了一個“國外電子與通信教材系列”項目組,選派了富有經驗的業務骨干負責有關工作,收集了230余種通信教材和參考書的詳細資料,調來了100余種原版教材樣書,依靠由20余位專家組成的出版委員會,從中精選了40多種,內容豐富,覆蓋了電路理論與應用、信號與系統、數字信號處理、微電子、通信系統、電磁場與微波等方面,既可作為通信專業本科生和研究生的教學用書,也可作為有關專業人員的參考材料。此外,這批教材,有的翻譯為中文,還有部分教材直接影印出版,以供教師用英語直接授課。希望這些教材的引進和出版刈高校通信教學和教材改革能起一定作用。
在這里,我還要感謝參加工作的各位教授、專家、老師與參加翻譯、編輯和出版的同志們。各位專家認真負責、嚴謹細致、不辭辛勞、不怕瑣碎和精益求精的態度,充分體現了中國教育工作者和出版工作者的良好美德。
隨著我國經濟建設的發展和科學技術的不斷進步,對高校教學工作會不斷提出新的要求和希望。我想,無論如何,要做好引進國外教材的工作,一定要聯系我國的實際。教材和學術專著不同,既要注意科學性、學術性,也要重視可讀性,要深人淺出,便于讀者自學;引進的教材要適應高校教學改革的需要,針對目前一些教材內容較為陳舊的問題,有目的地引進一些先進的和正在發展中的交叉學科的參考書;要與國內出版的教材相配套,安排好出版英文原版教材和翻譯教材的比例。我們努力使這套教材能盡量滿足上述要求,希望它們能放在學生們的課桌上,發揮一定的作用。
最後,預祝“國外電子與通信教材系列”項目取得成功,為我國電子與通信教學和通信產業的發展培土施肥。也懇切希望讀者能對這些書籍的不足之處、特別是翻譯中存在的問題,提出意見和建議,以便再版時更正。
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