模拟设计与图形匹配:绝佳搭配.pdf

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尽管自动化图形匹配在数字集成电路物理验证中广泛使用,但其在模拟领域的采用则要迟缓得多。事实上,自定义模拟电路的本质使其非常适合于自动化图形匹配技术所提供的一些新型物理验证技术,从而让设计师在确保设计质量的同时还能减少验证时间。通过采用基于图形的验证流程,只需极少的工作即可轻松找出通过传统方法不易检测到的错误。利用其自动、精确地匹配预期几何形状的功能以及同时在多个层上执行操作的功能,Calibre Pattern Matching 提供了自动验证模拟电路物理布局的唯一可能。
模拟设计与图形匹配:绝佳搭配 尽管对在版图中布局一次或多次的电路使用单元参考可确保完全相同的布局,但单元参考无法兼顾与周 边几何形状之间的错误交互,也无法验证某些结构。器件匹配和验证可在不同的抽象级别进行,包括模 块内关系到模决间关系,而在模块间关系中,元器件单元的相对布局具有至关重要的作用。例如.电感 器始终是一个参数化单元(ce,如果在某个模块中使用了多个Pce.并目每个Pce都要求在建模期闫 匹配一个受差分电压控制的振荡器),那么在验证时就可能出现问题。交错连接(使用单个多指晶体 管实施两个或更多个共用一个源极或漏极的晶体管)和共质心对称就是模块间问题的典型示例。多指电 流镜或差分对的验证难度可能很大,因为在传统上,器件匹配是以目枧方式或通过执行布线后仿真并分 析寄生分布来进行检查的。此外,即便某个单元自身的设计精确无误,但其他过于靠近该羊元或布局在 该单元上的形状也可能会影晌预期的行为或导致故障。上述所有因素再加上需要为每个新节点采用不同 的拓扑和版图布局方法,造成模拟构造块(例如运算放大器、电流镜等)的祘准化非常困难。有意思的 是,数字设计与模拟没计之间的一项重大差别是设计规则的最小间距要求。一般而吉,模拟设计中的大 多数关键尺寸郗要大于设计规则检查中定义的最小值,因此这一问题对于模拟验证而言无关紧要。 俯视图 现在,利用 Calibre" Pattern Matching,可将每个模拟电路设计以可视化方式输 入为包括层、边缘、尺寸和角度的独特图形。( alibre Pattern Matching可以包 含模拟设计中任何常见的图形,如电流镜、差分对、电平移位器、曝旋电感 器等。例如,考慮一个在多个层包含同心八角环的二极管(图2)。要验证该 ↓器件的物理版組,每个材料宽度、空间、角度和相对于其他层的位置都必须与 预期的完全一,这样才能得到所需的电气性能。一旦器件完成设计并且其 性能得到验证,设计师便可将其定义为图形,并使用图形匹配来确保无论该 器件用在何处都可正确实现。 侧视图 但是,图形并非始终需要包含整个器件。例如,验证正确的交错连接可能只需 要将器件的一个子集用作图形(如图3所示)。在此情形下,端部分和中间 图2:八角二极管需要精确的几何形和部分三作为图形输入,并可用于图形匹配,以确保整个器件配置正确元误。 层间对齐。 口■ 图3:表示交错连接 ( ABABABA)器件的图形 www.mentorcom 3[5」 模拟设计与图形匹配:绝佳搭配 選用的没计坏璄使可创建模拟图形。要创建参考图形,设计师只需使月交互式图形输入和编辑坯境(例 如 alibre的 Pattern Library Manager等)从现勻设计中选择并复制器件。然后,设计师可添加任何规格 (如边缘布局容差、比例、旋转、部分对称和其他图形特性),并将完成的图形添加到参老图形库中。 使用此参老库图形, Calibre Pattern Matching可检查设计中的每个层,从而确保正确的匹配。 然而,虽然这样足以找到合格图形,但检查匹配错误却还需一些额外工作。否则, Calibre pattem Matching 将仅查找完全匹配项,而忽略了在没计上是准确的,但存在以下问题的器件:仅部分对称;连接错误 在其上或过于邻近的位置布局了具他可能对正确性生能产生干扰的形)。通过使用识别(标记)层来容纳 模拟电跸,设计师能够调整模拟图形阢配流稈,使其不仅可以高亮显示匹配的图形,还可以衍牛出本该 匹配、但由干不明原因而未能匹配的非匹配位置。考虑一个在整个设汁过程中使用识别层进行实例化的 器件(图4)。 Calibre pattern matching将轻松确定每个正确的实例,其中的器件可准确匹配参考图形 使用识别层和基丕DRC操作,它还能找出不合规的图形。这些改障可能由于错误连接、重叠多边形、浮 动多边形、或非对称等原因造成。所有这些问题都可使用图形匹配轻松检测到。 F 定义的图形 图4: Calibre pa 使用识别层来轻松确定相对 所定义图形的匹配和不匹配 情况 匹配 匹配 匹配 不匹配 包含识别层的单元 完全图形匹配可以处理多层配置,并且能以匹配位置的形式展示结果,或衍生并展示XOR差异。之后 设计师可在诸如α alibre rvetm等结果浏览器中审查图形匹配结果,并进行必要纠正。 Calibre Pattern Matching 可提供快速、准确的验证,从而降低甚至消除虚倀错误〈及其相关的调试时间)。它还使设计师能够降 低自定义代码要求,同时仍可确保模拟电中的准确电气行为。 设计师在使用 Calibre realtime提供的设汁内验证时,也可受于对图形匹配检查的支持。将图形检查结 合到设计内验证非常简单,因为图形是以 DMACR○SVRF烙式封装的。图形匹配检查可集成到晶圆代工厂 signoff规则平台中,或作为单独检查存在于图形匹配特定规则平台中。采用 Ca ibre realtime运行没计内 验证时,设计师可针对基于图形的规则获得近乎即时的反馈,而无需其他培训或专业知识。 www.mentorcom 415」 模拟设计与图形匹配:绝佳搭配 总结 利用其自动、精确地匹配预期几何形状的功能以及同时在多个层上执行操作的功能, Calibre Patten Matching 提供了白动验证模拟电路物理布局的唯一可能。在模拟申路验证中采用 Calibre Pattern Matching可缩短对 模拟/混合信号设计执行物理验证的时间,同时提高验证覆盖率和精度。通过采用基于图形的验证流 程,只需极少的工作即可轻松找出通过传统方法不易检测到的错误。要提高精度并缩短上市时间 或许从现在开始,模拟设计师也可以享受到远离工作的轻松周末了。 参考文献: [1] A an Hastings, The Art of Analog Layout, 2nd Ed. Prentice-Hall, 2006 [2] Jan Van Hese, Accurate Modeling of Spiral Inductors on Silicon for Wireless RI IC Designs, " EE Times Nov20,2001.http://www.eetimes.com/document.asp?docid=1275810 如需最新产品信息,请致电联系我们,或者访问 www.mentor.com e2015 Mentor Graphics Corporation,保留所有权利。本文档包含 Mentor Graphics Corporation的专有信息,只能由原始接收者出于内部商业 目的全部或部分复制本文档,前提是在所有副本中都包含此完整声明。接受本文档即表示接收者同意釆取一切合理措施,防止未经授权使 用这些信息。本文档中提及的所有商标属于其各自所有者。 公司总部 上海 北京 深圳 Mentor Graphics Corporation 明导(上海)电子科技有限公司明导(上海】电子科技有限公司明导(上海)电子科技有限公司 80055. W Boeckman Road 上海市浦东新区杨高南路759号北京办事处 深圳办事处 Wilsonville, Oregon 97070 USA 陆家嘴世纪金融广场2号楼5楼北京市南礼士路66号 深圳市福田区福中三路1006号 电活:+1503-685700 建威大厦1512室 诺德金融中心主楼7J GMAC 传真:+15C36851204 电话:+86-261016301 邮编:100045 阝编:5′80 传真:+86-250471379 电话:+86-10593340 电话:+86-755-62822700 销售和严品信息 MGC 11-15 TECH13150-CN 传真:+86-1068030319 传真:+86-7558267750 电话:+8621-6101631

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