我就以一个简单的电路schematic为例(仅是说明post sim),三个相同的电阻,一端连接vdda,一端是rout。体端是vssa,每个电阻的segment都是1。
这个简单的电路,后仿真发现,竟然有那么多寄生电阻,震惊。
以下是该schematic的layout,完全没考虑mismatch等,只是简单串联放置,外围是guard ring,又是电阻的体端vssa。
layout画完,跑完drc和lvs,接着跑pex后仿真,打开run pex,如以下配置。首先,设置pex的rules文件,一般是后缀为xrc的文件,这个文件的位置在我们公司的项目对应的目录下。不在公司的同学,一般foundry的提供的pdk也都会有这个文件的。这里建议pex run directory更改为自己新建的单独存在pex产生的log文件,不然默认目录可能会产生在你的home目录,和其他文件混在一起很杂乱。
然后是inputs设置,这里layout和netlist和lvs的设置是一样的,不再赘述。
然后在inputs的h-cells这里的h-cells和x-cells文件路径填写进去,foundry也会提供。
这两个文件的作用是什么呢?就是将文件里的模块内部不在进行寄生参数提取,而是当作一个黑盒子看待。
然后outputs设置,extraction type选择 gate level,提取类型我这里选择的是r+c+cc,no inductance不提取电感。format选择calibreview,files的路径是pex生成的网表存在路径,默认是第一步rules的run路径,不过我建议自己再新建一个文件夹,专门存放pex网表,不会和pex的很多log文件杂乱放置,因为pex网表有时候也是会研究的。
format除了calibreview还有其他,有人也用spectre进行后仿真。这两个各有利弊。calibreview可以看到提取后的电路图,方便观察寄生的device,这点spectre做不到,但是spectre的设置比calibreview简单些。
ps:除了gate level还有transistor level、hierarchical、adms几种。其中adms用在数模混合电路进行后仿时,很多人说gate level用于数字电路的后仿,transistor level用于模拟电路的后仿。其实做模拟电路很少用transistor level的,因为生成的数据量太大,网表规模巨大导致仿真巨慢无比,还容易造成重复提取。
用的做多的还是gate level,将一些device进行模块化,不再提取这些device的寄生参数。
r+c+cc是最后经常做的提取,代表提取节点寄生电阻、对地的寄生电容、couple电容。
单纯提取r常用在低频电路中,单纯提取c+cc常用在较高频电路中。模拟电路一般不做电感的提取。
不过再进行r+c+cc之前首先会进行一个norc的提取,即不提取寄生电阻也不提取寄生电容,这种情况主要提取是一些二级效应参数比如wpe和lod,比如mos的源漏面积,后仿和前仿真是有些差距的,如果layout问题不大的情况下,norc和前仿pre sim结果差不多,差得多就要找原因了。
最后直接run pex就可以了。rve(results viewing environment)界面如下所示。可以看到,schematic一共5个节点,符合schematic节点个数。可以看到寄生电阻r count个数,以及c和cc的值。
比如,节点vdda,一共有18个寄生电阻,vssa更多达到75个,很神奇吧,这么简单的电路,vssa寄生电阻就有75个。
再打开网表文件,具体可查看每个节点具体的寄生信息,比如节点vdda,第一行,104.69就是所有节点寄生电阻之和,可以通过下面的‘r’最后面的数字加起来就是104.69欧姆,后面两个参数是c和cc的值。
有同学知道下图的c_21_p这种代表啥吗?在layout好像也不能对应上具体哪根线,研究了一下也没解决。
如果想要限制寄生节点的个数,可以在pex options选项的reduction and cc设置电阻和电容的threshold,其中,combine就是将阈值以下的相同的电阻或电容的节点合并到最近的节点,remove就是阈值以下所有的寄生电阻或寄生电容去掉不提取,这样减少了提取的节点个数,从而生成的网表不至于太大,而使得仿真速度慢。
对于稍大规模的电路,进行r+c+cc的后仿真,速度其实很慢的,此时设置threshold就有必要了,比如小于1欧姆以下的寄生电阻不提取,当然threshold的值也要结合电路实际进行设置。
run成功后,弹出rve界面的同时,也会弹出calibre view setup的window,如下图。calibreview netlist file就是pex界面设置的pex网表存放路径。cellmap file就是calview.cellmap文件存放路径。这个文件foundry提供的pdk会有,目的是说明pex网表和schematic的网表对应关系。calibre view name就是给pex生成的calibre view命名,可自行定义。
到此pex设置完成,接下来就是在ade进行仿真,这里后仿真和前仿真方法一样,唯一不同的就是在ade--setup--environment,将第一行的spectre前面加入上一步calibre view name你自己命名的名字,就可以进行仿真了。
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