第1版前言

進入21世紀以來，人類社會在信息領域正面臨著一場巨大的變革，其先導因素和決定性力量正是微電子集成電路技術。集成電路（Integrated Circuit，IC）作為當今信息時代的核心技術產品，在國民經濟建設、國防建設以及人民日常生活中發揮著越來越重要的作用。

隨著互補金屬-氧化物半導體（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）集成電路技術的日益進步，計算機輔助設計工具——電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）工具也日趨成熟。各類電路、版圖設計、物理驗證EDA工具的推出，有效地提高了電路設計效率，縮短了產品設計周期。依據CMOS模擬集成電路和數字集成電路設計、驗證的基本流程，編者結合實例詳細介紹了模擬電路設計工具Cadence Spectre、版圖設計工具Cadence Virtuoso、版圖驗證和參數提取工具Mentor Calibre、數字仿真設計工具Modelsim、邏輯綜合工具Design Compiler、數字后端版圖工具IC Compiler以及Encounter七大類EDA工具，以供學習CMOS集成電路設計與仿真的讀者參考。

本書分8章介紹了目前廣泛應用的CMOS集成電路設計EDA工具。

第1章主要介紹CMOS集成電路EDA技術的基本概況，包括發展歷史、特點、現狀以及未來發展趨勢，使讀者對該領域有一個概括性的了解。同時分步驟介紹了CMOS模擬集成電路和數字集成電路的基本設計流程，并依據該流程分類討論了目前主流的EDA設計工具。

第2～4章通過實例介紹CMOS模擬集成電路設計的三大類EDA設計工具：電路設計工具Cadence Spectre、版圖設計工具Cadence Virtuoso和物理驗證工具Mentor Calibre以及相應的仿真方法。

第2章首先對Cadence Spectre仿真環境進行了總體說明，包括Spectre軟件的基本介紹和特點，以及Spectre的仿真設計方法、與其他EDA軟件的連接。之后介紹了Spectre啟動的配置和幾個主要窗口，包括主窗口、設計庫管理窗口、電路圖編輯器窗口、模擬設計環境窗口、波形顯示窗口和波形計算器，以及analogLib庫中的基本器件和激勵源，作為讀者學習Spectre的知識儲備。最后以一個低壓差線性穩壓器實例來闡述Cadence Spectre的基本設計方法。

第3章主要介紹模擬版圖設計工具Cadence Virtuoso的主要界面和操作，并配合兩級密勒補償運算放大器的設計實例進行討論。

第4章在電路和版圖設計的基礎上，詳細討論了模擬版圖驗證和提取工具Mentor Calibre的主要界面和操作，最后在兩級密勒補償運算放大器的版圖基礎上進行了基本的操作說明。

第5～8章通過實例介紹CMOS數字集成電路設計的四大類EDA設計工具：RTL仿真工具Modelsim、邏輯綜合工具Design Compiler、數字后端版圖工具IC Compiler和Encounter以及相應的仿真方法。

第5章首先對數字集成電路設計進行概述，包括一些基本語法和規范，并舉例說明組合邏輯電路和時序邏輯電路。之后以交通燈為設計實例對仿真工具Modelsim進行了總體說明，從Modelsim的應用特點到基本使用方法，再延伸到一些高級用法，不僅囊括了建立工程、建立仿真環境、啟動仿真、觀測仿真結果等基本內容，還包含了使用過程中的一些小技巧。

第6章主要對數字邏輯綜合及綜合工具Design Compiler進行了詳細說明，包括邏輯的定義、發展簡介和邏輯綜合的流程。之后介紹了綜合工具Design Compiler的功能、使用模式及DC-Tcl腳本語言。同時討論了使用綜合工具Design Compiler進行綜合、靜態時序分析及時序約束的基本方法。再以第5章中的交通燈設計為例，闡述了使用Design Compiler進行綜合的基本流程。

第7章圍繞IC Compiler對數字后端設計的各個流程進行介紹，從數據的準備階段開始，到數據輸出為止，著重介紹了后端數據準備與設置、布局、時鐘樹綜合及布線等步驟。

第8章重點介紹了數字電路物理層設計工具Encounter，包括Encounter設計相關的基本概念和方法，之后通過一個設計實例討論了使用Encounter進行物理設計的基本流程。

本書內容豐富，具有較強的實用性，由北方工業大學微電子系教授戴瀾主持編寫。此外，北方工業大學張曉波高級工程師，廈門理工學院的陳鋮穎博士，中國科學院微電子所王雷博士，中國科學院自動化研究所蔣銀坪助理研究員、郭陽博士，北京華大九天科技股份有限公司梁曼工程師也參加了本書的編寫工作。其中，戴瀾完成了第1、2、5、8章的編寫，并參與其他章節的編寫，第3章由張曉波編寫，陳鋮穎完成了第4章的編寫，蔣銀坪和郭陽完成了第6章的編寫，第7章由王雷和梁曼編寫完成。另外，北京電子信息高級技工學校的賀桂霞老師為本書做了大量的整理工作。正是有了大家的共同努力，才使本書得以順利完成。

由于本書涉及的知識面較廣，時間和編著者水平有限，書中難免存在不足和局限，懇請讀者批評指正。

編者

2016年9月