Dracula LPE 介绍

这篇主要讲解dracula LPE部分，其中LPE—Layout Parasitic Extraction即版图寄生提取，开始为介绍LPE中用到的dracula命令，接着是LPE Dracula command file的例子，最后是实例操作与结果分析。

LPE提取过程大概分三个阶段，LVS比对与器件匹配、器件创建与提取、输出格式文件。LPE应该是有选择性的，对整个chip讲，LPE会产生很大的netlist同时也消耗大量的仿真时间，所以选择有需要的部分进行提取是十分有用的。

(一)、LPE 常用dracula 命令

PARSET=pname, param1, param2…paramn

命名一个参数集合，参数可以是几何单元或者数值参数。在提取参数时，LEXTRACT和EQUATION会用到这些参数。通常名称最长4个字符或数字，开关必须为字母，不允许出现MOSD、DIOD、DIO2、DIO3、CAPD、CAPF、BJTD、RESD，默认为CAPO。集合最多包含18个参数，前10个用于SPICE，后8个用于LPE。

参数可以有三种类型：

几何单元(线段、多边形等)，提取的值与每个LEXTRACT中的layer-a(device layer)相关，这些值不能被等式所改变。字元具体含义如下：

ANG:  total internal angle

AREA:  area

PERI:  perimeter

W1:  overlapped perimeter to node1 of second layer

W2:  overlapped perimeter to node2 of second layer

OVAR:  overlapped area to second layer

OVPR:  overlapped perimeter to second layer

WIDT:  distance that the geometries on the layer run parallel

DEPT:  distance between the parallel geometries

TPR:  perimeter of touching geometries that case fringe effect

CLL:  sum of fringe effect related to TPR

保留字参数，这些参数与特定的device 相关，其值可以使用EQUATION 命令来改变。

W:  MOS, BJT and RES channel Width

L:  MOS, BJT and RES channel Length

AD/ PD/ AS/ PS : MOS

A1/ A2/ A3: DIO area

P1/ P2/ P3: DIO perimeter

C: CAP value

R: RES value

CA: BJT collector area

CP: BJT collector perimeter

BA: BJT base area

BP: BJT base perimeter

EA: BJT emitter area

EP: BJT emitter perimeter

K: fringe capacitance, attribute 2

用户自定参数，最长四个字符或数字，开头必须为字母。

MODEL = (layout-element, model-name …)

连接element 与仿真model 名称，这些名称通过LPE以SPICE格式输出。

UNIT = (parameter-name, parameter-unit …)

给定单位。例： UNIT = capacitance, pf area, p perimeter, u resistance, k

PREFIX-PARASITIC = (parasitic-element, prefix…)

指定LPE输出到SPICE或CDL netlist中寄生device名称的前缀。例：PREFIX-PARASITIC=CAP,CC DIO,DID RES,RAN

SUBCKT-NAME = name

指定LPE输出SPICE文档中top subcircuit 的名称，如果没有指定将默认为LPESELECT中输出文件的名称。

LUMPCAP = YES /NO /{subtype1,factor1 …}/{ALL,factor}

打开块状电容提取模式。REDUCE=YES将自动打开该命令。

其他相关命令：LPE-QUERY, SELECT-MODE, NODE-FILE, NODE-SELECT.

LEXTRACT pset layer-a {layer-b} by [element [type] / parasitic [type] / node] {pfname}{&}

从device (BJT、CAP、DIO、MOS、RES)的一或两层提取图形单元。提取参数的多少由parset 定义的参数集合来决定。第一层必须是device 层或者用DEVTAG命令标识过device number的层。定义第二层可以增加提取第一层时的参数。LEXTRACT通常与EQUATION连接起来使用。DEVTAG、LEXTRACT、LVSCHK、LPECHK等命令语句需要分类集合，不这样做Dracula 也不会报错，但结果可能有误。

EQUATION K parameter = FORTRAN-Expression {&}
 
等式定义，不要在语句中使用tab字符，否则将导致LPEXTR失败。K为边缘系数，应用于同一层或不同层之间的边缘参数提取。仅可使用DEPT或WIDT作为参数。等式可用函数：LOG、EXP、MAX、MIN、SIN、COS、TAN、ASIN、ACOS、ATAN、SINH、COSH、TANH、SQRT、LOGIO。等式最长为80个字符。

CALCULATE RATIONFILE parExpression

计算比重，从COMPUTE命令扩展而来。检查“天线效应”时还会同时使用LEXTRACT和CHKPAR命令。

CHKPAR  [option] infile layer-a relation value1 {value2} [{outlayer} {output c-name l-num} {data-type}]

从COMPUTE命令结果中选取一组节点。输出结果到log 文档，并以LISTERROR=YES/ NO作为开关选项。

PARAMETER CAP [type] value-a value-b

输入单位面积(value-a)和单位周长(value-b)的值。LVS提取电容值，与ELEMENT CAP 连接使用。

PARAMETER RES [type] value

输入单位电阻值与ELEMENT RES连接使用。

定义器件及寄生器件：

ELEMENT MOS {[type]} layer-a layer-b layer-c {layer-d};;device layer+g+s/d+sub

ELEMENT CAP {[type]} layer-a layer-b layer-c {layer-s}

ELEMENT RES {[type]} layer-a layer-b {layer-d}

ELEMENT BJT {[type]} layer-a layer-b layer-c layer-d {layer-s}

ELEMENT DIO {[type]} layer-a layer-b layer-c {layer-s}

ELEMENT LDD {[type]} layer-a layer-b layer-c layer-d {layer-e}

ELEMENT  PAD {[type]} layer-a layer-b

ELEMENT device layer-a layer-b {layer-c} {layer-d} {layer-e}

PARASITIC CAP[R] [subtype] deviceLayer termLayer1 termLayer2

PARASITIC RES [type] layer-a layer-b {layer-c}

PARASITIC DIO [type] layer-a layer-b layer-c {layer-d} {layer-e}

标识device layer：

DEVTAG element[type] layer-b layer-c

(for tagging from a defined ELEMENT BJT  device)

DEVTAG [L] layer-a layer-b layer-c

(for tagging from an intermediate layer)

DEVTAG [S] BJT [type] layer-d layer-e

用device layer将device layer number传递给device的其他层。

ATTACH device-subType parameter-file {parset-name} {&}

当使用LEXTRACT NODE 选项可以提取source/drain 参数，使用ATTACH命令将这些参数分配给指定的MOS或LDD。

ATTRIBUTE CAP

For area and perimeter capacitance

PARASITIC CAP {type} layer-a layer-b layer-c

ATTRIBUTE CAP {type} value-a value-b

For same-layer fringe-field capacitance

PARASITIC CAP {type} layer-a layer-a layer-a

ATTRIBUTE CAP {type} value-a1 value-b1

ATTRIBUTE CAP {type} value-a2 value-b2

For same-layer or different-layer fringe-field capacitance

FRINGE CAP {type} layer-a layer-b

ATTRIBUTE CAP {type} value-a1 value-b1

ATTRIBUTE CAP {type} value-a2 value-b2

For overlap capacitance with consideration of the fringe effect of the first terminal layer on the overlap capacitance

PARASITIC CAP {subtype} device-layer terminal-layer1 terminal-layer2

ATTRIBUTE CAP {subtype} areaCoeff perimCoeff depthRange sidewallCoeff

将从工艺所得的数据指定给PARASITIC CAP或FRINGE CAP命令，并运用于等式计算。

ATTRIBUTE RES [type] sheet_res_value  {smashResValue maxResValue}

将从工艺所得的单位电阻值指定给PRASITIC RES命令，单位不会受UNIT命令影响。

LPECHK  …

说明进行LPE提取，其选项与LVS相似，可参考LVSCHK选项。

LPESELECT  {[options]} element {[type]} {GE/ GT value-a} {RANGE value-a value-b} {CORNER = n1} {OUTPUT c-name {l-num}} {&}

选择一组element以CDL或SPICE格式输出。常用选项含义如：

A：输出电容全部节点，包括P/G节点

C：检查交叉耦合电容

N：使用SPICE输出格式

K：保持并联结构

S：输出时保持schematic的名称

Y：输出device X, Y坐标