1.2 Cadence软件平台构成
目前Cadence软件产品共分为4个平台,即Incisive、Encounter、Virtuoso和Allegro。
1.Incisive功能验证平台
该平台主要为大型复杂的芯片提供高效快速的功能验证,随着芯片的大小和嵌入式软件复杂度的增加,设计人员所面临的挑战也随之增长。为了有效地验证负责的数字电路、片上系统及混合信号集成电路,Cadence公司推出了此验证平台。其中主要包含如下软件。
(1)Incisive Unified Simulator。
(2)Incisive XLD。
(3)NC SC。
(4)Incisive Conformal ASIC。
(5)Incisive Conformal Ultra。
(6)Incisive Conformal Custom。
(7)NC Verilog。
(8)NC VHDL。
(9)Palladium。
2.Encounter数字IC设计平台
该平台为数字集成电路设计平台,为复杂且高性能的芯片提供经过验证的设计工具和设计方法。用其缩短芯片设计时间,并提供最佳芯片质量,其中主要包含如下软件。
(1)SOC Encounter。
(2)Nano Encounter。
(3)First Encounter。
(4)NanoRoute Ultra。
(5)CeltIC。
(6)SignalStorm NDC。
(7)VoltageStorm。
(8)Encounter RTL Compiler。
(9)BuildGates。
(10)Physically Knowledgeable Synthesis(PKS)。
(11)Dracula。
(12)SignalStorm NDC。
(13)Encounter Test Solutions。
(14)QuickView。
(15)MaskCompose。
(16)Chameleon。
(17)Fire&ICE。
(18)Fire&ICE QXT。
3.Virtuoso客户定制设计平台
该平台是Cadence推出的一套全新且全面的系统,能够在多个工艺节点上加速定制IC的精确设计。伴随着个人消费和无线产品的飞速发展,人们对这些产品的新功能和新特色无止境的追求推动了射频、模拟和混合信号应用设备的发展,而IC设计人员必须全面精确地掌握电压、电流、电荷、电阻和电容等参数值的连续比例。全定制设计平台为定制模拟、射频和混合信号IC提供迅速而精确的设计方式,该平台还分为L、XL和GXL共3类。
(1)Virtuoso定制设计平台L:提供了业界领先的设计系统的入门级配置,应用于完整的前端到后端模拟、RF、混合信号和定制数字设计。
(2)Virtuoso定制设计平台XL:在L系列的基础上拓展,为终端用户提供更高级别的设计辅助,包括普通设计任务、约束和原理图驱动物理实现的5倍加速,以及其他方面的改良。
(3)Virtuoso定制设计平台GXL:包含该平台设计和分析技术的最高级配置,如拓展的物理设计能力和改进的模拟环境。
4.Allegro系统互联设计平台
本书所讲述的内容属于这个平台,系统互联指的是信号、信号关联回路,以及电源分配系统间的逻辑、物理和电气连接。设计人员在设计当今复杂设计的系统互联时,面临着前所未有的挑战。随着IC的集成度不断提高,芯片I/O和封装针数迅速增加,千兆赫速度的数据速率意味着极快的信号转换进入PCB及系统。与此同时,PCB平均面积正在缩小。而随着芯片晶体管数量的飙升,电源供应的需求大大提高。要解决这些复杂问题,并应对不断提高的上市时间压力,孤立地设计系统组件的传统方式已经不合时宜。实现复杂系统中可行的系统互联设计需要新一代的方法,在跨越系统领域的系统互联设计中实现最高效率。
使用该平台的协同设计方法,可以迅速优化I/O缓冲与IC、封装和PCB之间的系统互联。并且避免了硬件的重新投片,缩减了硬件成本和设计周期。约束驱动的Allegro流程包含设计输入、信号完整性和物理PCB设计的高级功能。由于它还得到了Cadence Encounter与Virtuoso平台的支持,所以Allegro协同设计方法使得高效设计协同成为现实。
Cadence SPB软件包含如下多个功能模块,初学者往往感到迷惑。使用该软件之前应对各个模块有一个大致的了解,以便对其有一个整体的认识。
(1)AMS Simulator
该模块是工业标准的模拟、数字及模拟/数字混合仿真系统,仿真速度快,精度高,功能强大。仿真库内所含器件种类丰富,数量众多。
(2)PCB Editor Utilities
该模块包括很多小工具,如焊盘设计工具Pad Designer和DBDoctor等。Pad Designer工具是用来创建和修改Padstacks的工具,Allegro在创建零件封装时焊盘需要单独设计,必须使用这个工具首先创建焊盘;DBDoctor工具用于检查设计数据中的错误,在设计的每一阶段执行可以部分修改设计错误,在生成光绘文件前必须执行DBDoctor检查。
(3)Design Entry CIS
该模块是原OrCAD公司被Cadence公司收购后重新整合的产品(原产品称为“OrCADCapture”),其核心部分是原OrCAD软件的原理图设计工具。该原理图设计工具使用快捷方便、简单易懂且功能强大。而且支持多种网表格式的输出,与其他PCB软件兼容性好。笔者认为在原理图输入方面它是最好用的工具。
(4)Design Entry HDL
该模块是Cadence的原理图输入软件,提供了原理图输入与分析环境。它与数字模拟电路及电路版图设计集成在一起,作为所有与系统和高速设计流程相关的CAE要求的任务中心。
(5)Design Entry HDL Rules Checker
该模块是Design Entry HDL的规则检查工具。
(6)Library Explorer
该模块是数字设计库管理软件,可以调用Design Entry HDL、PCB Librarian、PCB Designer和Allegro System Architect等工具建立的元件符号和模型。
(7)Model Integrity
该模块是器件IBIS及SPICE模型的编辑验证工具,是仿真前模型管理的必备工具。
(8)OrCAD PCB Editor
该模块是原OrCAD公司的PCB设计工具,集成到Cadence软件中后在高速板设计中很少使用,PCB设计工具主要使用原Cadence公司的PCB Editor。
(9)OrCAD PCB Router
该模块是原OrCAD公司的布线工具。
(10)Package Designer
该模块是芯片和封装的设计分析软件,它把芯片级的I/O可行性和规划功能与业界领先的集成电路封装设计工具组合到一起,形成了一种强大的协同设计方法。
(11)PCB Editor
该模块是强大的印刷电路板设计软件,是PCB设计中的最主要工具。它与其他模块完美结合,为布局布线中的每一个细节都提供强大的控制能力,尤其在高速高密度电路板的设计中更能体现出其明显的优势。该模块提供了约束驱动布局能力和约束驱动布线能力,对于解决设计中关键信号的信号完整性问题提供了便捷的方法。它有两种模式,即Layout mode和Symbol creation mode。当我们手工布局布线时,工作在Layout mode下;在Symbol creation mode中可以创建修改Package Symbol、Mechanical Symbol、Format Symbol、Shape Symbol和Flash Symbol等。
(12)PCB Router
该模块是Allegro的布线工具,是强大的自动布线引擎。在Cadence公司成功收购了OrCAD公司后,原业界领先的自动/交互布线软件——SPECCTRA软件被整合成为目前的Allegro PCB Router软件。除了PCB Editor与SPECCTRA的接口更方便外,在PCB Editor中也可以直接调用SPECCTRA的部分功能,如扇孔和区域布线等。PCB Router软件能够处理目前高速电路设计要求的线网计划、时序、串扰、层集合布线及特殊的几何要求。该布线工具对于简单的电路板布线很美观,相比较而言布通率很高。
(13)PCB SI
该模块是Allegro自有的仿真工具,提供了一个交互式集成高速设计环境,方便关键信号的提取和仿真。它能对信号完整性、电源完整性和EMI等进行仿真,是高速板及封装设计的主要仿真环境。布线前后都可以使用,布线前主要用于开发约束规则。
(14)Physical Viewe
该模块是Allegro的浏览器模块。
(15)Project Manager
该模块是Design Entry HDL的项目管理工具。
(16)SigXplorer
该模块是网络拓扑结构提取、编辑和仿真模块,是仿真过程中最常用的模块。
一个设计不会用到上述全部模块,一般利用Design Entry HDL或Design Entry CIS设计电路原理图;利用PCB Editor完成电路板约束设置、布局与布线;利用PCB Router自动布线;利用PCB SI和SigXplorer进行电路仿真,并且利用Model Integrity管理器件IBIS及SPICE模型。