Microwave Office之原理图的版图创建中文参考手册

admin管理员组

文章数量:1627751

一、实验内容

       版图是原理图的物理表示。由于高频电路的响应依赖于组成的几何结构，因此版图是设计与仿真中至关重要的一部分，Microwave Office中的版图功能，使用面向对象的编程技术架构，与它的原理图和电磁结构设计功能紧密结合。下面通过一个案例来具体介绍版图创建的操作流程。

二、实验步骤

       先简单介绍几个Microwave Office的快捷键 (下图来源于Microwave Office中文参考手册)：

在AWRDE的 Quick Reference 文档中列举了更多快捷键的使用，打开方式：应用菜单Help -> Quick Reference
下面介绍原理图版图创建的主要步骤。

1. 导入版图工艺文件或层处理文件(LPF)

       层处理文件定义了默认的版图设置选项，包括绘图层，层的映射，三维视图及EMsight映射。
       （1）创建好新的工程后，点击侧栏下方Layout，打开版图管理器。右键点击版图管理器中的Layer Setup节点，在弹出菜单中选择Import Process Definition。显示Import Process Definition(导入层处理文件)对话框。
       （2）在电脑中找到程序的安装目录，忘记了安装路径可以在保持程序运行的情况下到开任务管理器，找到运行中的该程序，右键打开文件所在位置，打开AWR\AWRDE\10选择MIC_english.lpf文件，点击Open。选择Replace替换默认的lpf文件。如下图所示：

2. 编辑数据库单位和默认网格大小

       数据库单位定义了版图的最小精度。需要特别注意的是，在某一工程中该参数一旦被设定将不能再次改变。更改数据库的单位，可能会导致舍入误差，引起版图问题。网格须大于或者等于数据库单位，一般情况下，设置网格为10倍的数据库单位。
       （1）选择Options > Layout Options。出现Layout Options(版图选项)对话框。
       （2）点击Layout选项卡，将Grid spacing(网络间距)设置为"0.1"，Database unit size设置为"0.01"。
       （3）将Snap together设置为Auto snap on parameter changes(参数变化时，自动衔接)，点击OK。如下所示：

3. 导入版图单元库

       在版图管理器中右键点击Cell Libraries，在弹出菜单中选择Import GDSII Library。在上面的安装目录下再找到Examples文件夹并双击打开，选择packages.gds文件并点击Open。在版图管理器中导入单元库。如果显示警告信息，点击OK，忽略警告。

4. 在原理图中导入并放置数据文件

       导入数据文件：在project界面右键点击Data Files，在弹出菜单中选择Import Data File，显示Browse for File(查找文件)对话框。在Examples目录下找到N76038a.s2p文件，点击Open，将数据文件导入到软件中。

       绘制原理图：右键Circuit Schematics -> New Schematic，创建新的原理图。在原理图界面有效的情况下找到上方工具栏的SUB图标。

       点击图标向原理图中添加子电路，显示如下图所示的Add Subcircuit Element对话框。从列表中选择N76038a并将Grounding type设置为Explicit ground node。点击OK将其放置在原理图中。

5. 更改元件符号并在版图中放置微带线

       改变元件符号：将子电路符号设置为场效应管的符号，以便查看栅极，漏极和源极对应的节点。在原理图中双击子电路元件，显示Element Options对话框，点击Symbol选项卡，在列表中选择FET @ system.syf，点击OK。

       放置微带线元件：
       （1）在Elements中展开Microstrip节点，然后点击Lines子节点。选择MLIN并将其放置在原理图窗口中N7068a子电路的节点1处。
       （2）在Microstrip节点下点击Junctions子节点，选择MTEE$模型并将其添加到原理图。（注意名字结尾为"$"的元件是智能元件，会自动继承他们所连端口的属性。名字的结尾为"X"的元件是电磁模型。如上所述，命名为 "MTEEX $"模型的是一个基于电磁模型查找表的微带T型结，它的宽度和与之相连的端口的宽度相同）
       （3）点击Lines子节点，选择MTRACE2模型并将其连接到MTEE$元件的节点1 .在相同的子节点下选择MLEF模型，并将其放置在原理图中。右击三次来旋转这个元件，然后把它连接到MTEE$元件的节点3。点击Substrates节点，选择MSUB并将其放置在原理图中。最后添加两个端口Port和地。
       （4）双击原理图中的元件，修改所有元件参数如下图：

6. 为原理图中的元件设定封装，并独立创建电容的封装单元

       在原理图窗口双击"N76038a"子电路元件并选择对话框中的Layout选项卡，将Library Name设置为packages并在对话框右侧的列表中选择Alpha_212_3，点击OK。

       创建电容的封装单元：
       （1）点击左侧栏底部Layout选项卡，激活版图管理器，右键点击Cell Libraries下的packages节点，在弹出菜单中选择New Layout Cell，出现Create New Layout Cell对话框，命名后绘制窗口显示在工作区中。
       （2）将工具栏上的Grid Spacing设置为10x。右击工具栏，并选择Schematic Layout。点击版图管理器中packages下的chip cap节点，并点击左下方面板的Copper框，使之处于活动图层，如下图所示(不要点击灯泡图标，它代表隐藏或显示绘图层)

       （3）选择Draw > Rectangle。把光标移动到绘图窗口然后点击Tab键或者Space键。显示Enter Coordinates(输入坐标)对话框。分别将x和y的值设置为"0"和"10"并点击OK。
       （4）再次点击Tab键或Space键，显示Enter Coordinates对话框，分别设定dx和dy值为"10"和"-10"，点击OK(Rel自动被选择)。也可以选择View > Zoom In或View > Zoom Out调整视图。
       （5）选择版图管理器左下方面板中的Footprint层，与上面相同操作，将x和y的值设置为"10"和"10"，dx和dy值为"20"和"-10"。
       （6）点击应用cooper层 绘制的矩形，并点击Ctrl+C和Ctrl+V进行复制和粘贴。位置如下图所示：

       为封装单元添加端口：
       封装单元编辑器中的端口定义了与其它版图单元相连的端面。端口箭头的方向确定了与相邻版图单元相连的方向。
       （1）选择Draw > Cell Port，将光标移动到创建的封装单元的窗口。按下Ctrl 键，将光标移动到矩形区域的左下顶点，出现十字交叉符号。不要释放Ctrl 键。

       （2）保持Ctrl键处于按下状态，点击并按住鼠标键，直到另一个十字交叉符号显示在左上顶点。释放鼠标键和Ctrl 键。

       设置封装库的端口属性：为了成功的运行连通性检查，必须正确设置封装库的端口属性。
       （1）选择单元端口1，右键点击并选择Shape Properties。在Properties对话框中，点击Layout选项卡，将Model Layers设置为1_0->Copper, 然后点击OK。
       （2）重复上述步骤并在另一个端口处添加方向相反的端口。从上方的顶点开始并向下绘图。最终绘制结果如下：

       （3）关闭窗口并选择Yes。
       设置电容的封装：在原理图窗口中点击端口1，按住Ctrl键并拖动，使端口与MTRACE2元件断开连接，在元件管理器中，展开Lumped Element节点，然后点击Capacitor子节点。选择CAP模型，并把它放置在原理图窗口中端口1和MTRACE2元件的中间。如下：

       双击原理图窗口中的电容C1元件 -> Layout -> Library Name处选择packages，并在列表处选择chip cap（命名的创建的封装单元）-> OK。

7. 查看版图，使用版图的衔接功能

       查看版图：点击原理图窗口使之处于活跃状态，选择View > View Layout或者点击工具栏中的View Layout图标查看版图。版图显示在版图窗口中。
       衔接版图：选择Edit > Select All选择所有的版图单元，选择Edit > Snap Together将所有的版图单元衔接在一起。

       连通性检查：如果生成的版图与下图显示不同，点击并拖拽版图窗口的“Alpha_212_3”单元到如下图所示位置。右键点击这个元件并在弹出菜单中选择Rotate进行旋转。当光标显示为一个90°的圆弧时，按住鼠标并按顺时针方向移动光标（旋转角度步进为45°），直到这个元件的方向是正确的。

       选择Verify > Highlight Connectivity Rules。显示Connectivity Highlight Rules(高亮显示连接)对话框，如下图所示，点击OK。

       选择Verify > Run Connectivity Check进行连通性检查。在弹出的LVS错误中显示相应的错误信息。选择错误信息，在原理图和版图窗口会突出显示与此对应的元件，如下图所示。

       选择Verify >Clear LVS Errors。
       选择Edit > Select All选择所有的版图单元。选择Edit > Snap Together衔接所有的版图单元。
       选择Verify > Run Connectivity Check。LVS错误窗口中不显示任何错误信息。
       绘制MTRACE2元件的版图：MTRACE2元件是一个特殊的元件，可以在版图视图中编辑它来绘制微带线的版图。
       （1）在版图视图中双击MTRACE2元件，蓝色方块出现在元件上。移动光标到方块的最右侧直到出现如下图所示的双向箭头，双击，激活布线工具。

       （2）移动绘图工具，到MTRACE2元件的另一端，点击鼠标(右击删除前一个节点；按Esc键取消操作）。如果移动布线工具到MTRACE2相反的方向，最终的路径将被翻转。

       持续移动布线工具，双击完成布线。
       固定版图单元：在版图窗口，选择"Alpha_212_3"封装单元。右击并选择Shape Properties，显示Cell Options。注意：在进行此步骤之前，要首先确保取消选择所有的元件。点击Layout选项卡，选择Use for anchor复选框，点击OK。固定符号显示在封装单元上。

8. 输出版图

       选择Options -> Drawing Layers，显示Drawing Layer Options，点击File Export Mappings文件夹，点击左侧窗口的DXF节点，在Write Layer栏中取消选择所有，然后选择Copper，在File Layer栏中可修改命名，OK。

       选择Layout -> Export，显示Export Layout，选择保存类型为dxf格式，点击保存。

       查看保存的dxf文件：在Layout工程栏右键Cell Libraries，添加dxf文件，打开文件如下：

三、总结

       在选择设置元件的封装时，如果不选择该元件的封装，默认是Default，不要选择None，否则在显示版图设计时不会出现该元件，并且在排查错误时很容易忽略这一点。

本文标签： 版图中文原理图参考手册Microwave