實驗元件自動配置與繞線

2022-12-02 08:33:05 字數 4632 閱讀 9962

一、實驗目的:

標準元件庫中的標準元件的建立必須符合某些限制,包括高度、形狀與連線埠的位置。標準元件在l-edit中分成兩個部份,包括標準邏輯元件與焊墊元件。標準元件庫中的標準元件的建立必須符合某些限制,包括高度、形狀與連線埠的位置,才能使用標準元件庫中的元件,完成自動配置與繞線。

完整的元件布局包括兩個部分,乙個部分是核心邏輯電路,另一部分是輸入輸出焊墊(pad),其中的輸入輸出焊墊部分也要包括在標準元件庫中。本實驗介紹l-edit的自動標準元件配置與繞線(automatic standard cell place and route)功能,以四位加法器為核心電路,加入輸入輸出焊墊,由s-edit完成電路圖設計並產生netlist檔案(*.tpr檔案),再利用l-edit以標準元件庫根據由s-edit輸出的netlist檔案(*.tpr檔案)進行標準元件自動配置與繞線(spr),並以詳細的步驟引導學習l-edit標準元件自動配置與繞線的基本功能。本實驗利用l-edit中利用的標準元件庫為lights.tdb檔案,s-edit繪製電路圖時,使用的元件名稱與輸入輸出埠的個數必須與l-edit中標準元件庫的元件相配合,或是直接利用s-edit中lights.sdb檔案中的模組。

二、實驗要求:

1、利用s-edit繪製四位加法器

2、進入l-edit做spr設定;

3、四位加法器標準元件自動配置與繞線方法;

三、實驗步驟:

操作流程:進入s-edit一建立新檔案一環境設定一引用四位加法器模組一引用 pad符號一輸出成tpr檔案與spice檔案一進入l-edit—spr設定一四位加法器標準元件自動配置與繞線一轉化一lvs一輸出成gdsii檔案。

一、引用四位加法器模組

(1) 開啟s-edit程式:依照實驗五的方式開啟s-edit程式,s-edit會自動將工作檔案命名為file0.sdb並顯示在視窗的標題欄上,如圖15.1所示。

圖15.1 s-edit的標題欄

(2)環境設定:s-edit預設的工作環境是黑底白線,但可按照自己的喜好來定義顏色。

(3)另存新檔案:選擇file——s**e as命令,開啟「另存為」對話方塊,在「儲存在」下拉列表中選擇儲存的目錄,在「檔名」文字框中輸入新檔案的名稱,例如,exl4。

(4)引用add4模組:本範例以四位加法器為核心電路,四位加法器可以從ex8.sdb檔案中複製add4模組到exl4.sdb檔案中,並在module0編輯畫面引用。選擇module—symbol browser命令,在彈出的對話方塊中利用add library按鈕加入exl4元件庫,再從其內含模組選擇出add4模組,如圖15.2所示,接著單擊place按鈕和close按鈕,則在module0編輯視窗中將出現add4的符號。

圖15.2 從ex8檔案中選擇add4模組

(5) 引用pad模組:本範例以四位加法器為核心電路,核心電路每乙個輸入輸出端還要加上輸入輸出焊墊(pad),在lights.sdb檔案中有已繪製好的焊墊模組,包括電源焊墊pa***d、接地焊墊padgnd、輸入焊墊ipad與輸出焊墊opad,可從範例檔案lights.sdb中分別複製4種pad模組到exl4檔案中,並在module0編輯畫面引用。選擇module—symbol browser命令,利用彈出對話方塊中的add library按鈕加入/s-edit/tutorial/schematic/lights元件庫,再從其內含模組中分別選擇出ipad,opad,pa***d與padgnd模組。

引入元件時會出現提示元件名稱衝突的對話方塊,則可選擇第3個單選按鈕來覆蓋現有的元件,如圖15.3所示。但之後又會出現提示模組性質不匹配的對話方塊,如圖15.4所示,要單擊其中的yes按鈕才能將lights.sdb檔案中的元件成功地複製到exl4.sdb檔案中,並且將exl4.sdb檔案中的n 4與p 4的模組置換成lights.sdb檔案中的n 4與p 4模組。

圖15.3 模組名稱衝突的對話方塊

圖15.4 性質不匹配的對話方塊

(6) 編輯四位加法器:選擇edit—duplicate命令或利用ctrl鍵加滑鼠拖曳的方式複製出7個ipad符號與5個opad符號,再利用alt鍵加滑鼠拖曳的方式可移動各個物件。之後利用按鈕完成各端點的訊號連線,注意,控制滑鼠左鍵可將聯機轉向,右擊可終止聯機。

當聯機與元件節點正確相接時,節點上小圓圈同樣會消失。利用s-edit提供的輸入埠按鈕與輸出埠按鈕標明此全加器的輸入輸出訊號的位置與名稱,方法如下所述:選擇輸入埠按鈕,到工作區中用滑鼠左鍵選擇要連線的端點,開啟edit selected port對話方塊,在name文字框輸入輸入埠名稱,單擊ok按鈕,分別要建立a3,a2,a1,a0,b3,b2,b1與b0這8個輸入埠;再選擇輸出埠按鈕,到工作區中用滑鼠左鍵選擇要連線的端點,在出現的對話方塊中的name文字框輸入輸出埠名稱,單擊ok按鈕,分別要建立co(out)與s3,s2,s1,s0這5個輸出埠。

若輸入埠或輸出埠未與所要連線的端點相接時,可利用移動功能將之連線在一起,如圖15.5所示。注意,ipad符號利用了edit一flip—horizontal命令翻轉過,使該符號的pad端接輸入埠。以同樣的方法使opad符號的pad端接輸出埠,並將引入的pa***d與padgnd擺放在旁邊。

圖15.5 連線埠

(7)更改模組名稱:將原來的模組名稱module0換成符合實際電路特性的名稱,選擇module—rename命令,開啟module rename對話方塊,在其中的new module's name文字框輸入「addspr」,單擊ok按鈕。

(8)輸出成tpr檔案:要在s-edit中將設計好的addspr模組輸出成tpr格式,可選擇file—export命令來輸出,如圖15.6所示。在select export data type下拉列表框中選擇tpr file(*.tpr)選項,則在output file name下拉列表框**現檔名型別為

圖15.6 輸出成tpr檔案

(9)輸出成spice檔案:在s-edit中將設計好的addspr模組輸出成spice格式,以便在最後進行電路對比(lvs)之用,可由選擇file——export命令輸出,如圖15.8所示。在select export data type下拉列表框中選擇spice file(*.sp)選項,則在output file name下拉列表框**現檔名型別為

圖15.8 輸出成spice檔案

二 l-edit標準元件自動繞線的詳細步驟

(1)開啟l-edit程式:執行在..\tanner\ledit目錄下的ledit.exe檔案,或選擇「開始」一「程式」一tanner eda—l-edit一l-edit v命令,即可開啟l-edit程式,l-edit會自動將工作檔案命名為layoutl.sdb並顯示在視窗的標題欄上,如圖15.9所示。

圖15.9 l-edit的標題欄

(2) 另存新檔案:選擇file—s**e as命令,開啟「另存為」對話方塊,在「儲存在」下拉列表框中選擇儲存目錄,在「檔名」文字框中輸入新檔名稱,例如,exl4。

(3)取代設定:選擇file—replace setup命令,在出現的對話方塊中單擊browser按鈕,在開啟的對話方塊中選擇 ..\tanner\ledit \samples\spr\example1\lights.tdb檔案,單擊ok按鈕,就可將lights.tdb檔案的設定選擇性地應用在目前編輯的檔案中,包括格點設定、圖層設定、自動繞線設定等。

(4)spr設定:本範例是練習l-edit的標準元件自動繞線方式(spr)來進行四位加法器的布局圖設計,並配合輸入輸出焊墊(pad)進行配置。首先進行spr的設定,選擇tools—spr—setup命令,開啟spr setup對話方塊,其中有兩個檔案需要設定,乙個是標準元件庫所在的檔案(*.

tdb),另乙個是由s-edit中設計好的電路模組所輸出的netlist檔案(*.tpr),只有設定完這兩個檔案,才能讓l-edit根據電路圖模組所輸出的netlist檔案從指定的標準元件庫中找出相同名稱的對應元件,進行自動擺放與繞線,完成完整的電路布局圖。其設定方法為:

在spr setup對話方塊中單擊browser按鈕,在彈出的對話方塊中找出標準元件庫lightslb.tdb,如圖15.10所示。在netlist file下拉列表框中選擇從s-edit設計的四位加法器電路圖的輸出檔案

圖15.10 spr的設定

在圖15.10中還要設定電源訊號埠與接地訊號埠的名稱,此名稱也要與標準元件的電源訊號埠與接地訊號埠的名稱相對應,在此設定電源訊號埠為vdd,設定接地訊號埠為gnd。

spr setup對話方塊中另外還有其他3項內容需要設定,整理如表15.2所示。

表15.2 spr設定

以下將依序介紹此3項內容的設定方式。

(5)電路核心設定:在spr setup對話方塊中單擊core setup按鈕,開啟spr core setup對話方塊,選擇i/o signal選項卡,如圖15.11所示,將原先所有訊號通過單擊其中的delete按鈕清除,再單擊「確定」按鈕,回到spr setup對話方塊。

圖15.11 spr核心設定

(6) 焊墊框設定:在spr setup對話方塊中單擊padframe setup按鈕,進入spr padframe setup對話方塊,選擇layout選項卡,如圖15.12所示,將原先所有的pad利用其中的delete按鈕清除,再單擊「確定」按鈕,回到spr setup對話方塊。

圖15.12 spr焊墊框設定

(7)焊墊繞線設定:在spr setup對話方塊中單擊pad route setup按鈕,進入spr pad route setup對話方塊,在其中的output cell name選項組中的chip cell文字框輸入完成自動配置與繞線的元件名稱,在此設定為「add4」,如圖15.13所示

圖15.13 spr焊墊繞線設定

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