版图中如何自动显示原理图节点和寄生参数

houjs · 发表于 2021-10-4 15:56:02

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本帖最后由 houjs 于 2021-10-5 07:41 编辑

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版图分析中如何图形化显示线网图形/原理图节点/寄生参数之间关系？

在版图分析和网表分析中，用户经常遇到如下3个问题：

1. 我想直观看到版图中某个线网的所有图形的连接，该如何看？

2. 我想直观看到版图中某个线网的所有耦合电容的值，该如何看？

3. 我想直观看到版图中某个线网的所有寄生电阻的值和它对应的子节点位置，该如何看？

目前，虽然也有部分工具可以做到上述3点需求，但存在如下问题：

1. 现有工具一般是通过把线网图形通过高亮返标的方式在版图上显示，当一个线网图形个数很多并且多个layer交叠时，高亮图形不同layer之间看不清楚，用户无法仔细分析同一个线网上的所有图形。而vgds通过生成额外生成node.gds的模式，用一个全新的gds按照layermap和display的颜色全面显示同一个线网的所有layer的不同图形，用户很容易分析。

2. 当用户通过层次化提取得到寄生参数网表后，spf文件的寄生参数网表表面上看还是一个flatten的网表，但是它的线网名是带有调用路径的层次信息的。普通的返标工具无法把这些调用关系的层次化在图形中反应，而vgds工具可以把网表的层次化信息与版图的层次化信息结合，正常显示层次化的节点和寄生参数信息。

3. 寄生电阻提取后一般会把一个线网切割成很碎的子节点，现有工具一般很难直观显示这些子节点的位置和连接关系。Vgds工具可以很好显示这些子节点信息。

例如，下面是典型的一个层次化网表结构：

*|NET X1550/X341/12 0.00103402PF

C635_3513 X1550/X341/12:8 OPTION[2]:35 1.83662e-17

C635_3514 X1550/X341/12:8 OPTION[2]:33 5.24215e-18

C635_3515 X1550/X341/12:8 X1550/X341/X57/M0

RN 2.33052e-17

C635_3516 X1550/X341/12:8 OPTION[2]:26 7.96619e-18

Cg635_3517 X1550/X341/12:8 0 3.21772e-16

Cg635_3518 X1550/X341/X57/M1

RN 0 7.88353e-18

C635_3519 X1550/X341/X57/M2

RN X1550/X341/X57/M0:DRN 5.24392e-18

R635_7325 X1550/X341/12:1 X1550/X341/X57/M2:DRN 39.96

R635_7326 X1550/X341/12:1 X1550/X341/X57/M3:SRC 39.96

R635_7327 X1550/X341/12:1 X1550/X341/12:4 4.08948

R635_7328 X1550/X341/12:2 X1550/X341/X57/M2:DRN 11.1

R635_7329 X1550/X341/12:2 X1550/X341/X57/M3:SRC 11.1

R635_7330 X1550/X341/12:2 X1550/X341/12:5 5.64737

R635_7331 X1550/X341/12:2 X1550/X341/12:4 5.64737

R635_7332 X1550/X341/12:3 X1550/X341/X57/M2:DRN 39.96

可以看到X1550/X341/12这个线网虽然是位于flatten的网表结构内，但是它通过 / 表示了层次化的调用关系，vgds工具可以自动通过其调用关系把这些电阻电容信息返标到底层的cell中，而不是top cell中，从而更直观地反应层次化信息。

同时，可以看到X1550/X341/12被拆分成了 :1, :2, :3 …等不同的子节点，它们的具体位置如何直观看到？它们之间的电阻值是多少如何在图形中直观显示？vgds工具可以实现其它工具尚无法做到的功能。

下图是一个用其它工具高亮显示某个线网的图示，可以看到，高亮显示后图形与高亮图形叠成一片，无法看清：

Vgds工具可以有效解决上述问题。例如，典型版图显示如下：

file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif

本例中，打开单元，然后点击Show Net Cell的按钮，弹出如下对话框：

该对话框中，第一列名字是GDS_name，第二列名字是CDL_name ，第三列名字是SPF_name。工具可以把3者的对应关系直观显示。

可以点击Path的按钮，显示gds和cdl的调用路径如下：

46号节点的SPF Name有3个不同的调用路径，分别是XX0, XX1, XX2，它的含义是：在3种不同调用环境下，其寄生电容值是不一样的，工具可以显示3种不同环境下的寄生电容的不同值。

用户可以双击 46号节点，它会显示这个节点的所有图形，如下：

file:///C:/Users/lenovo/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.jpg

可以看到，它按照版图的原始layer的显示颜色很好地把版图信息显示出来，而其它工具是通过高亮的一种颜色来显示一个线网的所有图形，不太直观。

选中46号节点后，点击XX0调用的show cap按钮，可以把该节点的所有耦合电容和集总电容显示如下：

该电容信息把XX16/XX0/net0175的线网对其它所有线网的耦合电容都按照从大到小的电容值顺序排列。用户可以分析最大的几个电容，看其是否符合预期。同时注意图示左上角的单元信息，它是XPREDEC38_CM4的单元，不是顶层单元，说明工具可以自动分析网表的XX调用关系得到gds的子单元信息。而其它工具是无法做到自动分析单元层次的。

如果点击46号的XX1的show cap按钮，其显示电容如下：

可以看到，XX1与XX0的调用环境不同，因此电容值不同。

选中46号节点后，可以点击XX0调用的Res按钮，显示该节点所有电阻值，如下：

由于电阻值是基于某个线网切割后形成的子节点之间的电阻值，因此用户比较关心每个子节点的具体位置，用来分析具体电阻值的大小。可以双击上图的每个电阻，工具自动显示每个电阻的2个node的位置如下：

由于vgds工具图形化地把电阻地起点和终点都标注出来，用户可以通过手工计算宽长比的方法来估算该该寄生电阻，然后与网表提取的结果做比较，分析其合理性。而其它工具并不能把该电阻直观显示出来。

46号节点的3个调用环境XX0/XX1/XX2的电阻值是完全一样的，因为电阻值是不依赖于周围环境的，只与本身的图形相关。而46号节点的图形是固定不变的，因此它的寄生电阻值在不同调用环境下是不变的。

用户也可以选中某个线网后，点击SubNode 的按钮，它会自动把线网内部的子节点的坐标显示，如下：

可以双击上图中的每个子节点，工具自动显示如下：

也可以点击SubNode页面中的 ShowAll按钮，它可以把本线网所有的sub node都显示如下：

可以看到高亮显示的路径就是SubNode之间的通路，它与原始的线网图形路径一致，如下：

可以把高亮图形放大显示如下:

通过上述图示，可以清晰地看到每个线网被切割成多个子节点地具体位置分布和电阻网络连线，对用户分析寄生电阻提取结果很有帮助。而其它工具没有类似直观地功能。

下面是另外一个例子：

可以看到，第1列的名字就是GDS Name的名字，第2列的名字就是CDL Name的名字。用户双击某线网，显示如下：

同时，如果用户想点击layout中某个图形，来直接得到其原理图的名字，工具也可以直接得到。操作方法是：

选中某个图形后，敲 q，工具会自动弹出这个图形的property如下：

其中Q12就是这个图形对应的原理图的线网名。

通过上述操作，可以看到，工具可以图形化地显示layout图形与source节点之间的关系。帮助用户更好地分析版图和原理图之间的联系。

总结，vgds的shownet/showcap/showres/showsubnode功能应用于如下场合：

1. IC设计工程师想看版图中某个线网的具体图形。即线网名到图形的映射关系。其中线网名可以是layout的名字，也可以是source的名字。该功能对模拟电路设计工程师很有用处，因为模拟电路设计一般原理图和版图设计是由不同工程师独立完成的，版图设计工程师有时不太理解原理图的含义，通过vgds的shownet功能可以在版图上直观地把原理图的名字显示和返标，对版图工程师理解原理图和版图的对应关系很有帮助，可以加速其版图设计的过程。

2. IC设计工程师猜测某个寄生耦合电容提取的结果偏差很大，需要通过直观地看版图中线网图形来估算寄生电容。Vgds可以图形化地显示每个耦合电容的图形，帮助用户分析和估算其寄生电容。

3. IC设计工程师发现2个不同的寄生参数提取工具提取的电阻值相差很大，需要通过版图直观地看到每个切割后的子节点对应的坐标和连接关系。Vgds工具可以快速显示电阻网络图和子节点图示。

4. Foundry的PDK工程师对不同寄生参数提取工具进行QA时，需要用vgds工具来快速分析不同工具的寄生电容和寄生电阻与版图的对应关系。

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