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2024年4月25日发(作者：html回到顶部代码设计)
集成电路的后端设计
集成电路的后端设计包括版图设计和验证。我们采用Cadence的Virtuoso
Layout Editor的版图设计环境进行版图设计。利用Virtuoso Layout Editer的集成验
证工具
DIVA
进行了验证。验证的整个的过程包括：设计规则检查（Design Rule
Checking 简称DRC ）、电学规则检查（Electronics Rule Checking 简称ERC）、
电路图版图对照（Layout Versus Schematic 简称LVS）、以及版图寄生参数提取
（Layout Parameter Extraction 简称LPE）。
版图设计流程
1、整体设计：确定版图主要模块和焊盘的布局。这个布局图应该和功能框图或
电路图大体一致,然后根据模块的面积大小进行调整。布局设计的另一个重要的
任务是焊盘的布局。焊盘的安排要便于内部信号的连接，要尽量节省芯片面积以
减少制作成本。焊盘的布局还应该便于测试，特别是晶上测试。
2、分层设计：设计者按照电路功能划分整个电路，对每个功能块进行再划分，
每一个模块对应一个单元。从最小模块开始到完成整个电路的版图设计，设计者
需要建立多个单元。这一步就是自顶向下的设计 。这样做有很多好处，最为突
出的优点是当在整个电路多次出现的某一个模块需要修改时，直接在下一层次修
改该模块，上一层的所有同样单元就一并得到修改，结构严谨、层次清晰。
3、版图的检查：
①执行DRC程序，对每个单元版图进行设计规则检查，并修改错处。在画版图的
过程中要不时地进行设计规则检查。运行DRC，程序就按照Diva规则检查文件运
行，发现错误时，会在错误的地方做出标记（mark）,并且做出解释（explain）。
设计者就可以根据提示来进行修改。需要注意的是，DRC要在画图过程中经常进
行，及时发现问题及时修改，不要等到版图基本完成后在做，这时再出现的错误
往往很难修改，因为各个器件的位置已经相对固定，对于电路一处的改动往往牵
连到多个相邻的器件，从而造成更多的问题。
②执行EXT程序，对版图进行包括电路拓扑结构、元件及其参数的提取。设计规
则检查只检验几何图形的正确与否。在电路方面的错误，要用到Cadence提供的
另外两种功能：Extract和LVS。Extract是系统根据版图和工艺文件提取版图的电
路特性，也就是“认出”版图代表什么电路器件，NMOS或是PMOS，还是其他。
电路提取后的版图作为单元的另外一种试图（Extracted）保存下来。
③执行LVS程序，将提取出的版图与电路图进行对照，并进行修改直到版图和电
路图完全一致。LVS就是把Extracted与单元的另外一种视图—schematic比较，
检查版图实现的电路是否有错。所以，在LVS之前应该把设计好的电路图做出来。
4、寄生参数的提取和后仿真：在实际电路的制作过程中，会产生三种寄生参数，
它们分别为：寄生电容、寄生电感和寄生电阻。这三类寄生参数会给电路带来两
方面的影响：
①引入噪声，影响电路的稳定性和可靠性；
②增加传输延迟，影响电路速度。寄生电阻多由金属或多晶硅布线层产生。而寄
生电容则主要由金属连线和搀杂区产生。寄生电容是集成电路中最重要的寄生的
参数，是影响电路性能的主要因素。
寄生参数的提取就是根据版图的几何特征（金属块、搀杂区的面积、周长及
与周围的布线的间距），估计出寄生的电阻和电容值。然后把这些寄生参数反标
回电路中进行模拟，以优化电路设计 。
5、在电路外围做上焊盘和保护环。焊盘作为电路的输入和输出并用于芯片测试，
而保护环用以连接对地的PAD，并能够隔离衬底噪声。
6、版图的最终完成: 确认版图设计无误后，就可以生成GDSII 或CIF 文件。这
两种文件都是国际通用的标准版图数据文件格式。芯片制造厂家根据GDSII 或
CIF 文件来制作掩膜，制造芯片 。
验证的具体过程
版图画好之后，就要对其进行验证。版图编辑要按照一定的设计规则来进行，
也就是要通过DRC（Design Rule Checker）检查。编辑好的版图通过了设计规则
的检查后，有可能还有错误，这些错误不是由于违反了设计规则，而是可能与实
际线路图不一致。版图中少连了一根铝线这样的小毛病对整个芯片来说是致命
的，所以编辑好的版图还要通过LVS（Layout Versus Schematic）验证。同时，
编辑好的版图通过寄生参数提取程序来提取出电路的寄生参数，电路仿真程序可
以调用这个数据来进行后模拟。下面的框图可以更好的理解这个流程。
验证工具有很多，我们采用的是Cadence环境下的验证工具集DIVA，DIVA
的各个组件之间是互相联系的，有时候一个组件的执行要依赖另一个组件先执
行。例如：要执行LVS就先要执行DRC等。在Cadence系统中，Diva集成在版
图编辑程序Virtuoso和线路图编辑程序Composer中，在这两个环境中都可以激
活Diva。要运行Diva前，还要准备好规则验证的文件。可以把这个文件放在任
何目录下。这些文件有各自的默认名称，如：设计规则文件一般叫做，
版图提取规则文件一般叫做。做LVS时规则文件一般叫做
。
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