实验2-用L-edit进行集成电路的设计

微机电系统课程实验之二

用L-edit进行集成电路的版图设计

《微机电系统》课程组 编写

电子科技机械电子工程学院

2005年6月

实验名称：用L-edit进行集成电路的版图设计

一、实验目的

1. 熟悉L-edit的使用；

2. 掌握L-edit进行集成电路版图设计的方法；

3. 掌握集成电路元件制作与版图设计之间的关系。

二、实验任务

根据图中电路设计出一个集成电路，画出版图，采用1um设计规则。参数为：

铝条最小间距1um 引线孔最小1um 引线孔间距1um

图1. 需要实现版图设计的电路

三、实验说明

1. L-edit的使用说明 （1）L-edit概述

L-edit是一个圆形编辑器，它允许生成和修改集成电路掩模版上的几何图形。鼠标接口允许用户执行一般图形操作。既可使用鼠标访问下拉菜单也可以使用键盘来调用L-edit命令。

① 文件和单元

使用文件、单元、连接器、掩模基元来描述布局设计，一个文件可以有任意多个单元组成，在典型设计中，这些单元可以有层次关系，也可以相互独立，

单元可以包括任意数量的掩模基元和连接件，以及两者的组合，掩模单元由矩形、图、直线、多边形和技术层端口组成。

② 层次

完全层次性的单元的连接件。一个连接件是一个单元的“拷贝”，如果编辑连接单元，这种改变将反映到那个单元的所有连接件上。

L-edit对层次不作限制。单元可以包含单元的连接件，被包含的单元又可以包含别的连接件，这样就形成了单元层次。在层次结构中可以有任意级。

L-edit不能用于分离的层次结构，连接件和基元几何图形都可以存在于层次结构的任意级中的同一单元内。

③ 单元设计

L-edit是一个低层次的，全定制掩模编辑器，该编辑器不能执行层的自动转换。

④ 层规划

L-edit是一个高层规划工具。用户可以选择要显示的连接件，它显示一个边框，中间显示单元名，也可以显示掩模几何图形。使用内部隐藏时，可以操作用户设计的大型芯片级块，以获得所需要的层规划。用户可使用用于操作基元的几何图形的命令。

⑤ 文件格式

L-edit能输出两种掩模布局交换格式（CIF, GDSII）以及Tanner Research公司的二进制数据库的格式TDB（Tanner Data Base），L-edit能够读取CIF（Caltech Intermediate Form）和TDB文件。

Calma GDS格式，简称GDSII格式，是一种应用最为广泛的格式，它几乎能表示版图的各种图形数据，GDSII是一种二进制数据流（stream）的格式，文件内以一种变长记录作为数据流的单位。由于GDSII文件是二进制的数据流形式，读和写都是由专门程序进行，因而无法直接读懂或对它修改。

CIF格式是一种ASCII码的文本格式，人们可以在文本编辑器中读、写CIF文件

（2）L-Edit具体使用讲解

（下面的所有操作都是建立在WINDOWS下的Version／sion7.12基础之上 ① L-Edit屏幕区域

分三个主要部分：方式杠，菜单杠，工作区。 ·方式杠

是屏幕左方的垂直空间，它显示了当前L-Edit操作的信息。显示的信息包括文件和单元名，层的颜色和色彩选择，画绘图工具和鼠标功能。鼠标键功能的区域在状态或选择有变化的情况下会自动更新：以反映鼠标的当前功能。

·菜单杠

是屏幕顶部的水干空间，在菜单杠中可以看到下拉式菜单标题的名：字File, Edit, View, Draw, Cell, Setup，Tools, Windows, Help，每个菜单都为L-Edit功能

列出了指令。鼠标允许用户显示一个菜单以及选择一个执行指令。以下是对各种菜单及其功能的简要描述：

File菜单为读写设计文件和打印提供指令 Edit菜单提供了主要的编辑指令

View菜单为操作或修改工作窗口提供了指令 Cell菜单为开、关及爷种操纵单元提供了指令

Setup菜单提供了一些指令，这些指令控制者不同的定制选择，如调色板，层设置等

Tools菜单为主要的实用程序，如设计规则检验器·（DRC），布线器（Place'andRoute）

Windows菜单为浏览窗口 Help菜单为帮助文件 ·工作区

是屏幕上的其他部分，它定义了一个可以建立、观察和编辑目标的窗口。L-Edit窗口可以移动到一个新的布局区里或能增大它的放大率以及包含一个更大的区域。可以根据所需细节的多少的况来使用这些技术来观察整个布局区。

② 基本对象编辑

L-Edit支持对象L-Edit支持九种对象：框、直线、图、多边形、圆形、扇形、圆环形，端口和单元连接元件，所有对象可以用同样的方式来建立和编辑，移动和选择。

L-Edit不能对用户绘制的图形进行修改。L-Edit是面向对象的设计工具，而不是位图编辑器。

·选择技术层

单击屏幕左边用于技术层选择的彩色正方形中的左鼠标键。彩色正方形将凹陷以确定当前层，用户生成的所有目标将在这一层中绘出。

·隐藏和显示层

当指向层区中的某一技术层时，击中鼠标右键时，会弹出有关改层及所有层的隐藏、显示等各种选择。

·特殊层

L-Edit包括许多为自身使用的专用层，这些层与L-Edit环境中的多种结构相对应，栅格、起点、拖动框、单元轮廓和错误的出现是可以控制的，就像控制几何图形层那样。

③ 基本设计编辑

介绍用于建立和编辑作为整个Ic布局的基本模块的设计单元的基本函数 ·单元的构成

单元主要由两大部分组成，单元基元（primitives）是描述单元功能的实际单元内容和目标。单元连接器（instances）将单元与其他单元连接起来。一个连接器包含了两个单元连接时的位置和方向信息。在有效设计中；单元、它们的墓元和连接器结合在—起，构成了一个倒置的数状层次结构。

·单元的使用、打开、及拷贝

可以在Cell下拉菜单栏中进行使用单元，打开已存单元，编辑新的单元和拷贝单元等的有关操作。

·连接元件

单元连接件（instances）用于将单元放到布局中特定的位置和方向构造单元布局。这样如果一个单元在设计中多次用到，改变那个单元可以一次完成，这种改变将反映到那个单元的所有连接元件上。

·显示单元和连接单元

在L-Edit中可以用View菜单下的Show／Hideinside命令来显示两个连接起来的单元的关系。

·追加单元（Append）

Append命令可用于把一个单元拷贝到另一个存在的单元上，追加命令可以拷贝单元的连接元件和基元，并把它们和目标单元连接起。

④ 颜色及调色板的设置 ·层配置

L-Edit支持无限多的设计层，每层的物体图案都用唯一的一种颜色和点阵图案进行填充，且可以根据需要改变。在Setup菜单的Layer命令还可以用来编辑当前设计文件的层结构，而且还可以修改生成屏幕层的颜色、图案。

·调色板配置

L-Edit的调色板包含256种不问的颜色，要修改颜色调色板，可从Setup菜单中选择Palette命令。

⑤ 设计规则检查

L-Edit允许使用设计规则检查器（DRC）来检查一个单元中的元素中有那些与几何约束冲突。这些规则的准确性质取决与制造你所设计的芯片的厂商所作的规定。例如一个设计规则可能是对某个层上两个分离物体之间的最小距离的要求，可以据此要求设置参数，然后执行DRC来检查设计是否与规则冲突。设计规则可以用Setup菜单下的DRC命令设置。 2．集成电路设计的一般步骤 （1）集成电路设计概述

集成电路设计包括逻辑设计（或功能）设计、电路设计、版图设计和工艺设计。通常有两种设计途径：正向设计、逆向设计。

正向设计是指由电路指标、功能出发，进行逻辑设计（子系统设计），再由逻辑图进行电路设计，最后由电路进行版图设计，同时还要进行工艺设计。逆向设计又称解剖分析，其作用在于仿制，可获取先进的集成电路设计和制造的秘密。无论正向还是逆向设计，在由产品提出电路图和逻辑关系后，以后的过程都一样，都是进行版图设计。版图是集成电路设计的最后阶段的产物。版图设计就是按照线路的要求和一定的工艺参数，设计出元件的图形并排列互连，以设计出一套供IC制造工艺中使用的光刻掩模版的图形，称为版图或工艺复合

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