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TP5 : Dessin de cellules précaractérisées
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[[PageOutline]]
Introduction :
Le but de ces quatre séances de TP est de présenter quelques outils de la chaîne
'''ALLIANCE''' ainsi que du flot back-end '''CORIOLIS''', dont :
* Le langage de description procédural '''STRATUS'''
* L'éditeur de layout '''GRAAL'''
* Le vérificateur de règles de dessin '''DRUC'''
* L'extracteur de netlist '''COUGAR'''
* L'outil de placement du flot CORIOLIS '''MISTRAL'''
* L'outil de routage de la chaîne ALLIANCE '''NERO'''
La première séance portera sur le dessin sous '''GRAAL''' d'une cellule inverseuse et
d'un buffer instanciant cet inverseur.
Les notions de cellules précaractérisées, de gabarit
et de hiérarchie de cellules seront introduites.
= 1-Dessin d'un inverseur et d'une porte Nand2 sous GRAAL =
== Introduction ==
Dans les TP précédents nous avons utilisé des cellules d'une bibliothèque. Cette biblioth
èque peut être enrichie de nouvelles cellules grâce à l'éditeur '''GRAAL'''.
'''GRAAL''' est un éditeur de layout symbolique intégrant le vérificateur de règles de dessin '''DRUC'''.
La première partie de cette séance a pour objectif de dessiner une cellule en tenant compte des règles de dessin
ftp://asim.lip6.fr/pub/amd2901/symb_rules00-1.pdf
Il s'agit tout d'abord de la cellule inverseuse '''inv_x1''' sous la forme d'une cellule précaractérisée de la bibliothèque '''sxlib''' en respectant les règles de dessin fournies, puis on dessinera le Nand2 au gabarit '''sxlib'''
=== 1.1 Environnement technologique ===
Certains outils utilisent un environnement technologique particulier. Il est désigné
la variable d'environnement '''RDS_TECHNO_NAME''' qui doit être positionnée à
opt/alliance/etc/cmos.rds :
{{{
> export RDS_TECHNO_NAME=/opt/alliance/etc/cmos.rds
}}}
=== 1.2 GRAAL ===
L'éditeur de layout '''GRAAL''' manipule plusieurs types d'objets différents que l'on peut
créer avec le menu '''CREATE''' :
* Les instances (importation de cellules physiques)
* Les boîtes d'aboutement qui définissent les limites de la cellule
* Les segments : DiffN, DiffP, Poly, Alu1, Alu2 ...
* Le CAluX est utilisé pour désigner une portion possible pour les connecteurs.
* Les VIAs ou contacts : ContDiffN, ContDiffP, ContPoly et Via Metal1/Metal2.
* Les Big VIAs
* Les transistors : NMOS ou PMOS
'''GRAAL''' utilise la variable d'environnement '''GRAAL_TECHNO_NAME'''. Elle doit
être positionnée à
/opt/alliance/etc/cmos.graal.
{{{
> export GRAAL_TECHNO_NAME=/opt/alliance/etc/cmos.graal
}}}
=== 1.3 COUGAR ===
L'outil '''COUGAR''' est capable d'extraire la netlist d'un circuit aux formats .vst ou .al à partir d'une description au format .ap.
Pour extraire au niveau transistor, la commande à utiliser est :
{{{
> cougar -t file1 file2
}}}
'''COUGAR''' utilise les variables d'environnement '''MBK_IN_PH''' et '''MBK_OUT_LO'''
suivant les formats d'entrée et de sortie. Par exemple pour générer une netlist au format
al à partir d'une description ap il faut écrire :
{{{
> export MBK_IN_PH=ap
> export MBK_OUT_LO=al
> cougar -t file1 file2
}}}
== 2 Schéma d'un inverseur ==
Le schéma théorique d'un inverseur est présenté
[[Image(inv_x1.jpg,nolink)]]
== 3 Schéma d'un Nand2 ==
Le schéma théorique d'un buffer et la hiérarchie utilisée sont présentés
[[Image(buff_x1.jpg,nolink)]]
[[Image(hierarchie.jpg,nolink)]]
== 4 Le gabarit sxlib ==
* Les cellules de la bibliothèque '''sxlib''' ont toutes une hauteur de 50 lambdas et une largeur multiple de 5 lambda
* Les alimentations Vdd et Vss sont réalisées en Calu1 ; elles ont une largeur de 6 lambdas
et sont placées horizontalement en haut et en bas de la cellule
* Les transistors P sont placés près du rail Vdd tandis que les transistors N sont
placés près du rail Vss
* Le caisson N doit avoir une hauteur de 24 lambdas
[[Image(gabarit.jpg,nolink)]]
* Les segments spéciaux CAluX (CAlu1, Calu2, CAlu3...) forment l'interface de la
cellule et jouent le rôle de connecteurs "étalés". Ils doivent obligatoirement être
placés sur une grille de 5x5 lambdas et peuvent se trouver n'importe où à l'intérieur de
la cellule
* Les segments spéciaux TAlux (TAlu1, TAlu2, ...) servent à désigner les obstacles
au routeur Lorsque vous voulez protéger des segments AluX, il faut les recouvrir
ou les entourer de TAlux correspondant (même couche). Les TAluX sont placés
sur une grille au pas de 5 lambdas
* La largeur minimale de CAlu1 est de 2 lambdas, plus 1 lambda pour l'extension
* Les caissons N et P doivent être polarisés. Il faut donc les relier respectivement
à Vdd et à Vss
== 5 Travail à effectuer ==
=== 5.1 Réalisation d'un inverseur ===
* Décrire le comportement de la cellule inverseuse dans un fichier .vbe
* Dessiner le "stick-diagram" de l'inverseur inv_x1 dont le schéma en transistors
est représenté
* Saisir sous '''GRAAL''' le dessin de la cellule en respectant le gabarit spécifié
* Valider les règles de dessin symbolique en lançant '''DRUC''' sous '''GRAAL'''
* Extraire la netlist de l'inverseur au format .al avec '''COUGAR'''
=== 5.2 Réalisation d'un Nand2 ===
* Décrire le comportement de la cellule Nand à 2 entrées dans un fichier .vbe
* Dessiner le "stick-diagram" de l'inverseur nand2 dont le schéma en transistors
est représenté
* Saisir sous '''GRAAL''' le dessin de la cellule en respectant le gabarit spécifié
* Valider les règles de dessin symbolique en lançant '''DRUC''' sous '''GRAAL'''
* Extraire la netlist de la porte nand2 au format .al avec '''COUGAR'''
N'oubliez pas que les mans existent