CMOS集成电路EDA技术（第2版）

书籍作者：戴澜	ISBN：9787111703501
书籍语言：简体中文	连载状态：全集
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创建日期：2023-04-04	发布日期：2023-04-04
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内容简介

集成电路发展到今天，单芯片内能够集成高达百亿个晶体管，在集成电路的设计中需要依靠电子设计自动化（EDA）工具进行电路仿真、综合、版图设计、寄生参数提取和后仿真。EDA工具的使用可以使设计者在虚拟的计算机环境中进行早期的设计验证，有效缩短了电路实体迭代验证的时间，提高了芯片设计的成功率。一款成功的芯片源于无数工程师成功的设计，而成功的设计在很大程度上又取决于有效、成熟的集成电路EDA设计工具。

本书面向微电子学与固体电子学专业相关的课程教学要求和集成电路设计相关的工程应用需求，以提高实际工程设计能力为目的，采取循序渐进的方式，介绍了进行CMOS集成电路设计时所需的EDA工具。主要分为EDA设计工具概述、模拟集成电路EDA技术、数字集成电路EDA技术与集成电路反向分析技术等部分。在模拟集成电路方面，依次介绍了电路设计及仿真工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso、版图验证及参数提取工具Mentor Calibre在内的各种工具的基本知识和使用方法。在数字集成电路方面，在简单介绍硬件描述语言Verilog HDL的基础上，介绍RTL仿真工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler和Encounter四大类设计工具。*终对集成电路使用反向EDA技术进行全面的阐述。书中配以电路设计实例，进一步分析各种EDA工具的设计输入方法和技巧，形成一套完整的CMOS集成电路设计流程。

本书使读者通过实例深刻了解使用CMOS集成电路EDA工具进行设计的基本流程和方法，可作为高等院校微电子学与固体电子学专业本科生与研究生集成电路EDA课程的实验教材和辅导书，或者相关专业技术人员的自学参考书。

前言

第2版前言

集成电路自从产生以来，集成度一直按照“摩尔定律”不断提高。集成电路（Integrated Circuit,IC）作为当今信息时代的核心技术产品，一直是电子信息技术的核心与“真正”的硬件，其发展水平在一定程度上反映了一个国家综合的国力。

随着CMOS集成电路的集成规模逐步增大，对电子设计自动化（Electronic Design Automation,EDA）工具的依赖变得更加严重。在电路仿真、综合、版图设计和寄生参数提取等各个环节中，EDA工具都具有非常重要的地位；同时，在集成电路知识产权纷争中，通过反向分析来进行权利认定也变得日益重要，因此在第2版中增加了关于反向分析EDA技术的内容。本书依据CMOS模拟集成电路和数字集成电路设计、验证与芯片反向分析的基本流程，结合具体实例，系统地介绍了模拟集成电路设计及仿真工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso、物理验证工具Mentor Calibre,以及数字仿真设计工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler和Encounter共七大类EDA工具，以供集成电路相关专业的师生以及集成电路工程技术人员使用。

本书分四个部分共9章内容介绍了目前广泛应用的CMOS集成电路设计与反向分析EDA工具。

第1部分：CMOS集成电路EDA技术概述，包括第1章。主要介绍CMOS集成电路EDA技术的基本概况，包括发展历史、特点、现状以及未来趋势，使读者对该领域有一个概括性的了解。同时分步骤介绍了CMOS模拟集成电路和数字集成电路的基本设计流程，并依据该流程分类讨论了目前主流的EDA设计工具。

第2部分：CMOS模拟集成电路设计EDA技术，包括第2～4章。第2章首先对Cadence Spectre仿真环境进行了总体说明，包括Spectre软件的基本介绍和特点，以及Spectre的仿真设计方法、与其他EDA软件的连接。之后介绍了Spectre启动的配置和几个主要窗口，包括主窗口、设计库管理窗口、电路图编辑器窗口、模拟设计环境窗口、波形显示窗口和波形计算器，以及analogLib库中的基本器件和激励源，作为读者学习Spectre的知识储备。最后以一个低压差线性稳压器实例来阐述Cadence Spectre的基本设计方法。第3章主要介绍模拟版图设计工具Cadence Virtuoso的主要界面和操作，并配合两级密勒补偿运算放大器的设计实例进行讨论。第4章在电路和版图设计的基础上，详细讨论了模拟版图验证和提取工具Mentor Calibre的主要界面和操作，最后在两级密勒补偿运算放大器的版图基础上进行了基本的操作说明。

第3部分：CMOS数字集成电路设计EDA技术，包括第5～8章。第5章首先对数字集成电路设计进行概述，包括一些基本语法和规范，并举例说明组合逻辑电路和时序逻辑电路。之后以交通灯为设计实例对仿真工具Modelsim进行了总体说明，从Modelsim的应用特点到基本使用方法，再延伸到一些高级用法，不仅囊括了建立工程、建立仿真环境、启动仿真、观测仿真结果等基本内容，还包含了使用过程中的一些小技巧。第6章主要对数字逻辑综合及综合工具Design Compiler进行了详细说明，包括逻辑的定义、发展简介和逻辑综合的流程。之后介绍了综合工具Design Compiler的功能、使用模式及DC-Tcl脚本语言。同时讨论了使用综合工具Design Compiler进行综合、静态时序分析及时序约束的基本方法。再以第5章中的交通灯设计为例，阐述了使用Design Compiler进行综合的基本流程。第7章围绕IC Compiler对数字后端设计的各个流程进行介绍，从数据的准备阶段开始，到数据输出为止，着重介绍了后端数据准备与设置、布局、时钟树综合及布线等步骤。第8章重点介绍了数字电路物理层设计工具Encounter，包括Encounter设计相关的基本概念和方法，之后通过一个设计实例讨论了使用Encounter进行物理设计的基本流程。

第4部分：集成电路反向分析EDA技术，包括第9章。内容涵盖基本元器件的识别，模拟和数字单元电路的网表提取，数据的导入与导出及电路的层次化分析整理等多个重要的环节。

本书具有很好的工程应用性。本书由北方工业大学微电子系教授戴澜主持编写，北方工业大学张晓波高级实验师、厦门理工学院陈铖颖博士、中国科学院微电子研究所王雷博士、中国科学院自动化研究所蒋银坪助理研究员、郭阳博士，北京华大九天科技股份有限公司梁曼工程师一同参与完成。其中戴澜完成了第5章的编写，张晓波完成了第1、2、9章的编写，陈铖颖完成了第3、4、8章的编写，蒋银坪和郭阳完成了第6章的编写，王雷和梁曼完成了第7章的编写。

由于本书涉及的知识面较广，时间和编著者水平有限，书中难免存在不足和局限，恳请读者批评指正。

编者

2022年2月第2版

第1版前言

进入21世纪以来，人类社会在信息领域正面临着一场巨大的变革，其先导因素和决定性力量正是微电子集成电路技术。集成电路(Integrated Circuit，IC)作为当今信息时代的核心技术产品，在国民经济建设、国防建设以及人民日常生活中发挥着越来越重要的作用。

随着互补金属－氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)集成电路技术的日益进步，计算机辅助设计工具——电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）工具也日趋成熟。各类电路、版图设计、物理验证EDA工具的推出，有效地提高了电路设计效率，缩短了产品设计周期。依据CMOS模拟集成电路和数字集成电路设计、验证的基本流程，编者结合实例详细介绍了模拟电路设计工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso、版图验证和参数提取工具Mentor Calibre、数字仿真设计工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler以及Encounter七大类EDA工具，以供学习CMOS集成电路设计与仿真的读者参考。

本书分8章介绍了目前广泛应用的CMOS集成电路设计EDA工具。

第1章主要介绍CMOS集成电路EDA技术的基本概况，包括发展历史、特点、现状以及未来发展趋势，使读者对该领域有一个概括性的了解。同时分步骤介绍了CMOS模拟集成电路和数字集成电路的基本设计流程，并依据该流程分类讨论了目前主流的EDA设计工具。

第2～4章通过实例介绍CMOS模拟集成电路设计的三大类EDA设计工具：电路设计工具Cadence Spectre、版图设计工具Cadence Virtuoso和物理验证工具Mentor Calibre以及相应的仿真方法。

第2章首先对Cadence Spectre仿真环境进行了总体说明，包括Spectre软件的基本介绍和特点，以及Spectre的仿真设计方法、与其他EDA软件的连接。之后介绍了Spectre启动的配置和几个主要窗口，包括主窗口、设计库管理窗口、电路图编辑器窗口、模拟设计环境窗口、波形显示窗口和波形计算器，以及analogLib库中的基本器件和激励源，作为读者学习Spectre的知识储备。最后以一个低压差线性稳压器实例来阐述Cadence Spectre的基本设计方法。

第3章主要介绍模拟版图设计工具Cadence Virtuoso的主要界面和操作，并配合两级密勒补偿运算放大器的设计实例进行讨论。

第4章在电路和版图设计的基础上，详细讨论了模拟版图验证和提取工具Mentor Calibre的主要界面和操作，最后在两级密勒补偿运算放大器的版图基础上进行了基本的操作说明。

第5～8章通过实例介绍CMOS数字集成电路设计的四大类EDA设计工具：RTL仿真工具Modelsim、逻辑综合工具Design Compiler、数字后端版图工具IC Compiler和Encounter以及相应的仿真方法。

第5章首先对数字集成电路设计进行概述，包括一些基本语法和规范，并举例说明组合逻辑电路和时序逻辑电路。之后以交通灯为设计实例对仿真工具Modelsim进行了总体说明，从Modelsim的应用特点到基本使用方法，再延伸到一些高级用法，不仅囊括了建立工程、建立仿真环境、启动仿真、观测仿真结果等基本内容，还包含了使用过程中的一些小技巧。

第6章主要对数字逻辑综合及综合工具Design Compiler进行了详细说明，包括逻辑的定义、发展简介和逻辑综合的流程。之后介绍了综合工具Design Compiler的功能、使用模式及DC-Tcl脚本语言。同时讨论了使用综合工具Design Compiler进行综合、静态时序分析及时序约束的基本方法。再以第5章中的交通灯设计为例，阐述了使用Design Compiler进行综合的基本流程。

第7章围绕IC Compiler对数字后端设计的各个流程进行介绍，从数据的准备阶段开始，到数据输出为止，着重介绍了后端数据准备与设置、布局、时钟树综合及布线等步骤。

第8章重点介绍了数字电路物理层设计工具Encounter，包括Encounter设计相关的基本概念和方法，之后通过一个设计实例讨论了使用Encounter进行物理设计的基本流程。

本书内容丰富，具有较强的实用性，由北方工业大学微电子系教授戴澜主持编写。此外，北方工业大学张晓波高级工程师，厦门理工学院的陈铖颖博士，中国科学院微电子所王雷博士，中国科学院自动化研究所蒋银坪助理研究员、郭阳博士，北京华大九天科技股份有限公司梁曼工程师也参加了本书的编写工作。其中，戴澜完成了第1、2、5、8章的编写，并参与其他章节的编写，第3章由张晓波编写，陈铖颖完成了第4章的编写，蒋银坪和郭阳完成了第6章的编写，第7章由王雷和梁曼编写完成。另外，北京电子信息高级技工学校的贺桂霞老师为本书做了大量的整理工作。正是有了大家的共同努力，才使本书得以顺利完成。

由于本书涉及的知识面较广，时间和编著者水平有限，书中难免存在不足和局限，恳请读者批评指正。

编者

2016年9月第1版

短评

不错不错，非常好的东西

2022-06-06 10:42:17

CMOS集成电路EDA技术（第2版）

内容简介

前言

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