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2012年11月25日 星期日

將sonnet檔轉換到virtuoso上

做高頻電路討厭的就是,頻率太高的情況下,寄生的電容電感會在電路各處藏汙納垢(XD)。
所以在設計的過程,就需要跑很多電磁模擬,把這些寄生的效應一併考慮到模擬之中。
(會吃你一堆電腦的記憶體跟花一堆時間,這也是我為什麼有時間打這篇文章的原因,哈哈)
麻煩就在於,每次在電磁模擬軟體(實驗室用Sonnet)上畫完架構,然後開始跑,確定結果沒錯之後,又要在電路下線的軟體(實驗室用Virtuoso)上畫一遍。
最近學到,該怎麼把sonnet上的檔案匯到virtuoso上面,在這裡記錄一下。

理論上,我們只要把sonnet檔案匯出到GDSII檔,這是IC layout通用格式,幾乎所有的工具都支援;之後再從virtuoso讀入GDSII檔案即可。
遇到的麻煩是,在進行電磁模擬時,我們會在sonnet裡面建好電路一層一層的架構,但Virtuoso的環境卻是依所用的製程而定,它完全看不懂我們是在講什麼?
所以如果直接匯入的話,就會變成有些層virtuoso不知道該對應給誰,變得完全無法編輯,總之會出現各式各樣的問題。
幸好Virtuoso並沒有這麼笨,在匯入檔案的選項中,可以自行指定層與層的Map file,透過這個,理當能「無損的」將sonnet檔案匯入virtuoso中。

1. sonnet to GDSII:
在sonnet中,是將電路板切成一層一層不同的介質,然後可以在每層介質中填入金屬,去摸擬其中的電磁效應,我們要的就是這金屬的pattern。
下面是一個sonnet層數設定的截圖,從最上面的空氣……到最底層的substrate

合理的推斷,GDSII也是將一層一層的資料給記錄下來,但要怎麼知道?
我用的是開源的klayout打開gds下去看,得到如下的畫面:

發現到sonnet轉gds的規則很簡單,原本在sonnet設在第幾層的金屬,就會被轉到gds第幾層;很可惜的,sonnet中層與層間連接的via的資訊全都消失了,不過很多金屬不用重畫還是可以省下很多時間。

 2. GDSII to Virtuoso:
有了上面的資料之後,再來就是編寫map file: 一個map file 的格式如下:
#Cadence layer name  Cadence layer purpose Stream layer number Stream data type
#
TopMetal2 drawing 0-63 0-63

每一行分為四個子資料,分別是:在此製程中的某層的名稱;該層的用途;對應在stream檔中的層數;該層的資料。
像上面這種寫法,會把0-63層的資料都變成TopMetal2。
purpose的部分,大概有drawing, pin, net三種可以選擇,但從sonnet過來的話大概都是要要轉成drawing的。
stream layer number就是方才用klayout看到的layer編號;stream data type這部分則不是很清楚,但sonnet轉出來好像也不會特別去設定。
根據上面的轉出來的資料,可以自行編寫對應的map,data type不清楚就用0-63全部截下來:
#Cadence layer name  Cadence layer purpose Stream layer number Stream data type
#
TopMetal2 drawing 2 0-63
TopMetal1 drawing 3 0-63
MIM drawing 4 0-63
Metal5 drawing 6 0-63
Metal1 drawing 10 0-63
這樣各層就能夠轉換成功了:


不過另一方面,據說從sonnet匯入virtuoso時,有機會發生一些off-grid的問題,這就是一時之間無法解決的問題了。

結論:
這篇介紹了如何將電磁模擬軟體Sonnet上的繪圖,直接轉換到Cadence Virtuoso上面,我很喜歡 「work hard, after you know you are working smart」類似的話
如果可以直接匯入圖形(work smart),就不要花時間重畫(work hard)了。
理論上如果你用的是Sonnect V13以上的話,其實Sonnet已經含有和Virtuoso的介面了。 http://www.sonnetsoftware.com/products/sonnet-suites/ef_translators_cvbridge.html

參考資料:
1. GDSII format description: http://www.buchanan1.net/stream_description.shtml
2. Layermap format description:
http://www-bsac.eecs.berkeley.edu/~cadence/tools/layermap.html
3. open source gds editor, klayout:
http://www.klayout.de/
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