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CAD复习总结 第一章 1、30多年来集成电路技术发生了惊人的变化。它经历了小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）阶段，目前已进入特大规模（ULSI）阶段。 小规模集成（SSI）：在芯片上的逻辑门数为几个~十个 中规模集成（MSI）：在芯片上的逻辑门数为几十个~1000个 大规模集成（LSI）：在芯片上的逻辑门数为1000个~20000个 超大规模集成（VLSI）：在芯片上的逻辑门数20000~50000个 甚大规模集成（ULSI）：在芯片上的逻辑门数50000~五十万个 2、回顾30多年来电子系统（集成电路）设计自动化EDA的发展，大致可分为三个阶段： （1）计算机辅助设计CAD（Computer Aided Design)系统阶段 以交互式图形编辑和设计规则检查为特点。逻辑图输入/模拟、电路模拟与版图设计及版图验证是单独进行的，设计人员需要对设计结果进行多次的比较和修改。设计周期长、费用高。(硬件采用16位小型机) （2）计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)系统阶段 集逻辑图输入/模拟、测试码生成、电路模拟、版图设计/验证等工具于一体，构成了一个比较完整的设计系统。包含了对版图进行版图参数提取，得到相应的电路图，从而判断设计的正确性；同时将版图参数提取得到的版图寄生参数引入电路图，进行电路模拟（称为“后模拟”），以进一步检查电路的时序关系。（32位工作站为硬件平台） （3）电子设计自动化（EDA）(Electronic-system Design Automation) 系统阶段 采用硬件描述语言HDL（Hardware Description Language)的设计方式；引入行为综合和逻辑综合工具；采用较高的抽象层次进行设计，并按层次式方法进行管理，提高处理复杂设计的能力，缩短设计周期；综合优化工具使面积、速度及功耗得到优化。 3、芯片设计的分类： 按设计对象分：正向设计：应用于实现一个新的设计 逆向设计：应用于剖析已有的设计，对原设计进行修改或改进 按设计方向分：自顶向下 (Top -down)、由底向上 (Bottom –up) 4、在微米级电路设计时，习惯上把设计分成前后两个阶段。前一阶段统称逻辑设计，这时进行系统和功能设计以及结构和电路设计；后一阶段称为版图设计，主要进行布局、布线以及物理验证和掩膜生成。两者之间的沟通??要通过网表和单元库。 5、ASIC（application specific integrated circuits）译为“专用集成电路”。 6、集成电路CAD的设计宗旨：在尽可能短的时间内，用最低的成本，获得最佳的设计指标，且所用 的芯片面积 / 功耗最小。 P10图1-7 7、P12-图 1-8理解意义：图1-8仅从成本与产量之间的关系，对不同的方法作一比较。可以看出，为了得带合理的成本，不同的设计方法要求有不同的最小产量。对于全定制法设计的芯片，只有产量超过10万块以上时，它的价格才是可以接受的。而对于门阵列芯片，生产量只要超过1万块，就有明显的竞争力。 第二章 1、全定制设计方法： 适用范围：要求获得最高速度、最低功耗和最小芯片面积的设计 设计方法：利用人机交互式图形编辑系统，由版图设计人员进行版图中各个器件的设计和器件之间的互连设计。 特点：1、对每个晶体管进行电路参数和版图优化，以获得最佳的性能（包括速度和功耗）以及最小的芯片面积。 2、通常版图绘制人员每天只能画几十个器件，对于具有几十万甚至几千万个晶体管的超大规模集成电路而言，该方法因其极低的效率，不可取。 3、对于具有重复性结构的网络（规则结构网络）如ROM、RAM、PLA等有效。 4、设计周期长、设计成本高，一般很少采用该设计方法。但是，目前模拟集成电路所采用的设计方法，基本上属于全定制的方式。 5、完整的检查和验证工具尤为重要，可以纠正人机交互过程中的版图错误。这些工具包括设计规则检查、电学规则检查、连接性检查、版图参数提取、电路图提取和电路图一致性检查等。 6、CAD软件完成逻辑模拟、版图验证及测试等方面。 2、宏单元也就是完成某种功能元件所需的内连图形。 宏单元是一种输出结构，设计者可以改变该输出结构。 3、宏单元的内连图形P18-图2-6、图2-7 P20-图2-11  4、门海技术是把由一对不共栅的P管和N管组成的基本单元铺满整个芯片（除I/O区外），基本单元之间无氧化隔离区，宏单元之间采用栅隔离技术，而且无事先确定的布线通道区，宏单元之间的连线将在无用的有效器件去上进行。 5、单元库中的每个单元都具有3种描述方式：① 单元的逻辑符号（L）② 单元的拓扑版图（O）③ 单元的掩膜版图（A） 6、