第一章 Calibre简述
1.1 Calibre 简介
Calibre 作为Mentor Graphics 公司出品的后端物理验证（Physical Verification）工具，它提供了最为有效的DRC/LVS/ERC 解决方案，特别适合超大规模IC电路的物理验证。它支持平坦化（Flat mode ）和层次化（Hierarchical mode）的验证，大大缩短了验证的过程；它高效可靠的性能已经被各大Foundry 认证，作为Tape Out 之前的验证标准。它独有的RVE（Result ViewEnviroment）界面可以把验证错误反标到版图工具中去，而且良好的集成环境便于用户在版图和电路图之间轻松转换，大大提高了改错的效率。xCalibre 具有版图寄生参数抽取的功能。
1．2手册
在工作站下输入mgcdocs &命令，就可阅读Calibre的所有手册。
1．3几个常用的缩写命令
1、SVRF---Standard Verification Rule Format（标准的检查文件）
2、RVE---Results Viewing Environment(显示结果用的环境窗口)
3、SVDB---Standard Verification Database (LVS results)
4、DRC---Design Rule Checking
5、LVS---Layout Versus Schematic
6、ERC---Electrical Rule Checking
第二章Calibre DRC
2．1数据准备
完成CalbireDRC需要的数据有版图数据和执行DRC检查的命令文（Runset）。版图数据支持GDSII、CIF、BINARY、ASCII 格式。
2．2流程图
2．3 DRC Runset File
1 基本控制，原有DRACULA的file可以用drac_cvt sourcefile targetfile命令来转换。
（1）Calibre是一个“Edge－Based”Tool，默认错误的显示是边
（2）DRC 检查的结果有三种控制 Euclidean（default）、Square、Opposite。
（3）常用的几条检查规则，具体可阅读Calibre的手册
(a)Internal（内边对内边）用来检查 Width、Overlap；
(b)External（外边对外边）用来检查 Space、Notch；
(c)Enclosure（内边对外边）
2 一般的DRC检查文件包含以下几个部分：
(1)运行设置，设置GDS的位置，结果文件放的位置等；
(2)层次定义，定义输入的层次；
(3)层次运算，产生运算需要的一些中间层次；
(4)规则检查，具体对每条规则的检查；
(5)选择控制，可以只检查某几条规则或者只检查某个单元。
3 一个简单的Rule File，“//”后面为注释
2．4用commond line 来运行Calibre DRC检查
（1）先必须有一个完整的规则检查文件，必须包含运行设置、层次定义、层次运算、规则检查等几部分。
（2）在UNIX的命令窗口里输入 calibre –hier –drc rulefile 。
（3）运行完后可在Cadence的版图窗口里的Calibre菜单点出start RVE ，然后就可进行DRC错误的修改了。
（4）也可输入 calibre –gui 调出calibre 图形界面，具体的运行方式类似Cadence环境下的模式。
2．5查看结果文件和改错
1、 drc 检查运行完毕后， 首先看drc_err.sum 文件，看有无错误。下面是一个例子：
前面是本次运行的一些信息：
CALIBRE:: DRC-F SUMMARY REPORT
Execution Date/Time: Fri Jan 2 20:10:46 2004
Calibre Version: v9.1_9.3 Fri Dec 13 15:05:27 PST 2002
Rule File Pathname: drc.rule
Rule File Title:
Layout System: GDS
Layout Path(s): test_nand3.gds
Layout Primary Cell: test_nand3
Current Directory: /export/home/project/cpu863/LVStest/calibre/drc/test
User Name: cpu863
Maximum Results/RuleCheck: 1000
Maximum Result Vertices: 4096
DRC Results Database: drc.out (ASCII)
Layout Depth: ALL
Text Depth: PRIMARY
Summary Report File: drc_err.sum (REPLACE)
Geometry Flagging: ACUTE = YES SKEW = YES OFFGRID = NO
NONSIMPLE POLYGON = YES NONSIMPLE PATH = NO
CheckText Mapping: COMMENT TEXT + RULE FILE INFORMATION
Layers: MEMORY-BASED
Keep Empty Checks: YES
也包含了检查的错误信息，该数据库主要是被后面的RVE 来调用的。然后要根据错误去版图中相应的位置改，Calibre 提供了良好的RVE（Result View Enviroment）界面，它能直接调用DRC 或者LVS 检查后的结果数据库，图形化很直观地显示错误所在，并且可以调用版图工具如Virtuoso，直接在Virtuoso 中快速定位错误位置。
2、用RVE 查看结果和改错
RVE（Result View Enviroment）是Calibre 自带的看验证结果的集成工具。启动方式为：
calibre –rve database
database 为DRC 或LVS 检查结果的数据库，这里是drc_err ：
calibre -rve drc_err
激活后界面如图1
可见左边显示DRC 错误种类和数目，右边显示坐标位置，下面是对该Rule 的解释。清晰的界面，方便的操作能帮助用户快速找到错误和修改。RVE 能调用很多版图工具，把错误直接反映在版图位置上，见菜单Setup —— > Layout , 这里可以设置调用的版图工具。具体配置方法见在线帮助中Calibre 与其他工具的接口。在Cadence的Virtuoso 中集成了Calibre 以后，Virtuoso 的菜单中会多出Calibre 的菜单，如：即可以直接从Virtuoso 中调用图形化的DRC, LVS 和RVE，显得十分方便。点击Start RVE ， 选择数据库名称，同样可以得到同图1 一样的界面，这时RVE 已经和版图工具集成在一起，可以在RVE 中点击一些错误坐标，Virtuoso 中立刻会显示错误的位置，如图3：
这里点击M1 小于最小面积的错误中的第1 个错误点：右边坐标红色下划线的(-1.96 ,3.97 ) , 在版图工具中会立刻高亮显示位置，如图4：
因此改错起来十分方便。可以在RVE 菜单View ――> By Check , RVE 左边会显示出Check 每条rule 的结果，见图5：绿色的表示检查该rule 无误。而且利用File 菜单中可以方便地打开DRC 结果报告、DRC Runset 等，如图6：
第三章 Calibre LVS
3．1数据准备
需要的数据为版图数据、电路图数据和runset 文件。Calibre 把电路图网表的部分叫SOURCE。SOURCE 部分要求的网表格式为标准spice 格式或者Calibre自身的一种类似spice 的格式。Calibre 有一种把verilog 转为自身类spice 格式的功能，叫v2lvs，下面先介绍v2lvs：v2lvs 能够把verilog 网表和相对应的spice 库、verilog 子库转成Calibre LVS 用到的电路图SOURCE 网表，其功能如图：
转换的原理是verilog 网表根据verilog 子库对元件端口的定义，去spice 子库找同样名称和端口的元件，然后进行网表和格式上的替换。因此v2lvs 转类spice 网表时，需要verilog 网表、spice 库、verilog 子库描述（可选）,其命令格式如下：
v2lvs –v verilog_file –o spice_like_file [-l verilog_lib_file ] [-lsp spice_lib_file]
[-lsr spice_lib_file] [-s spice_lib_file] [-s0 groundnet] [-s1 powernet] [-sk] [-i]
-v 后面接verilog 文件名称；-o 为输出类spice 格式文件；-l 是verilog 子库描述；-lsp
接spice 库网表，p 是pin 模式，即不允许有数组类的verilog 端口(比如PA[3]、PA[2]、
PA[1]、PA[0])出现；-lsr与-lsp 意义同，不过pin 是range 模式，即可以接受verilog
的数组端口；与-lsp，-lsr 不同的是，-s 是只是让转出文件在前面INCLUDE 这些spice子库，而不会读它们；-s0 , -s1 为对verilog 中1’b0, 1’b1 的电源网络取代；-sk 指允许多组复合电源，不仅仅是一对全局电源VDD,VSS；-i 指输出文件采用spice 通用的pin 格式，没有$引导，便于仿真。常见的例子如下：
v2lvs –v top_design.hv –o top_design.sp –s0 VSS –s1 VDD –sk –l pll_risc.v
-l cache_core.v –l pad.v –l std.v -lsr pll_risc.sp –lsr cache_try_new.sp
–lsp std.sp -lsp pad.sp -s pll_risc.sp –s cache_try_new.sp –s std.sp –s pad.sp
根据几个子模块的情况，转出整个芯片的LVS 网表。
实际上，verilog 子库并不是都需要的，v2lvs 在转spice 网表的时候，是根据verilog 子库中元件端口和spice 子库中的元件端口名称对应关系来转的。如果在verilog 网表中没有数组端口,则该元件端口名称在spice 子库网表中元件的端口名称中也是唯一的标识，因此不会转错。但是对于数组端口（如PA[31：0]），如果没有verilog 子库对模块的端口定义，v2lvs 按照缺省的从高位到低位的方式转出端口对应关系，因此会出错。因此对于有数组端口的verilog 网表，一定要求有verilog子库网表。上面的例子可以简化为：
v2lvs –v top_design.hv –o top_design.sp –s0 VSS –s1 VDD –sk -l
pll_risc.v –l cache_core.v -lsr pll_ric.sp -lsr cache_try_new.sp -lsp
std.sp –lsp pad.sp -s pll_risc.sp –s cache_try_new.sp –s std.sp –spad.sp
3．2 LVS 流程
从下面的流程中可看出，Calibre LVS都先把版图提取出SPICE格式的网表来，实际上Calibre LVS比对的是两个SPICE网表。
3．3一个简单的LVS Runset文件
3．4 Runset文件里器件的定义
器件定义的一般格式
DEVICE element_name [(model_name)] device_layer {pin_layer} [property_spectification]
Example:
3．5用commond line 来运行Calibre LVS检查
（1）先必须有一个完整的规则检查文件，必须包含运行设置、层次定义、层次运算、器件定义等几部分。
（2）建一个批处理命令比如叫run_lvs，内容为
（3）前面rm的目的是每次清空LVS Database目录，命令中topcell 为版图的顶层单元名。
（4）然后每次运行这个批处理命令就可以了，在Unix命令行下输入 ./run_lvs命令就可。运行完后可以到存放结果文件的目录里看Report File，还可以在版图里用RVE调LVS Database进行Debug
（5）hcell_file的格式如下
可见单元名可以1 VS N 或者 N VS 1 ，但是不要出现 M VS N 的情况。
3．6 查看结果文件及改错
（1）打开LVS结果文件，下面是个实例：
可见总的比较结果是不正确，错误有5 种：不同网络、不同元件个数、连接错误、不同元件类型、属性错误，CELL SUMMARY 里面有Layout 和Source 的TOPCELL 不匹配。然后直接翻页到文件的后面，看到
这里列出了匹配的统计情况（同dracula lvspr.lvs 的最后），可以看见SOURCE 和LAYOUT 匹配了多少，各有多少没有匹配，错在哪种单元上面等，这里可以看出共有10 个layout 单元和16 个source 单元没有匹配。下面是管子等删减的情况统计：
下面是顶层端口对应情况,这个很重要：
如果Ports 部分没有出现顶层模块的所有端口， 则肯定会导致整个比较的失败，因此如果端口方面信息错误的话， 应该去查一下版图抽取的时候是否出了问题，可以去看TOPCELL.sp 和TOPCELL.rep.ext。注意：Ports 报告的数目和LVS Report MAXIMUM number 的设置数据有关，最好使number 大于顶层的端口数目。下面是具体详细的连接信息。如果发现端口基本正确，可以直接到文件的前面看详细的 Error 信息。CELL SUMMARY 下面是LVS PARAMETERS 部分，即回放LVS 比较的所有选项设置：
看TOPCELL.rep 的方法是：先看OVERALL COMPARISON RESULTS，看总体比较是否正确，如果不对，看错误的类型；然后去文件后面看INFORMATION AND WARNINGS ， 看具体元器件匹配的情况， 尤其是下面的Initial Correspondence Points Ports 中顶层端口匹配的情况，如果端口没有匹配好，去查版图抽取的情况；如果出现很多大量的管子不匹配，请检查电源网络是否有开路，短路现象，同时可以设置LVS Recongnize gates 和LVS Reduce split gates 为yes 再试一次（即允许pin 交换和删减复杂门）；最后可以回到文件开头看INITIAL NUMBERS OF OBJECTS 和NUMBERS OF OBJECTS AFTER TRANSFORMATION ， 以及具体的INCORRECT NETS ， INCORRECT INSTANCES，PROPERTY ERRORS 信息，在版图和电路图上找到相对应的地方进行检查。
注意：对于短路现象，则Layout 中的网络数目必然少于Source 中的，并且出现Layout 中几个网络对应与Source 中的一个网络的信息；对于开路，Layout 中的网络数目必然大于Source 中的，且Source 中的一个网络可以对应与Layout 中的几个网络。
3．7用RVE看结果及改错
与DRC 一样在运行目录下激活RVE 或者在Virtuoso 中Start RVE ：
calibre -rve svdb
svdb 是LVS Runset 中MASK SVDB DIRECTORY "svdb" QUERY 中所确定的数据库名称，LVS 所有信息（包括版图抽取）都存放在该数据库。
当用RVE窗口来Debug时，在版图的Calibre菜单下的Setup 的RVE的设置里选中Edit-in-place while highlighting , 在Layout cells 的命令行里输入版图库的名称，在Schematic cells 的命令行里输入逻辑库的名称。
RVE激活后，打开窗口如图7
可以看见被Query 的Cell 叫cache_core，即本设计的TOPCELL。RVE 的左边一栏是：输入文件：Runset 文件、SOURCE 文件；输出文件：Layout 网表、抽取报告、LVS 比较报告、ERC 电气检查结果。这些都可以用鼠标单击即可打开，如下面的Runset 文件：
同样可以点击打开Source Netlist：
可见SOURCE 的网表的层次十分清楚，这都很有利于后面的对应到版图和改错。打开LAYOUT 网表：
Layout 的网表层次关系也十分清楚，这些都有利于理清版图的层次。抽取版图的信息报告（TOPCELL.rep.ext）如下：
LVS 比较的结果报告（TOPCELL.rep）如下：
RVE 的右边一栏（见图7）是错误的列表，每种错误类型（Discrepancy）和具体错误的个数；下面一栏是具体某个错误的详细信息，比如座标位置。错误的详细信息已经高亮度显示（黄色,蓝色，绿色），右键点击左边Layout Name 栏的错误点，选Zoom to Point，如图：
在Virtuoso 中会立刻高亮显示该处的位置。这样每个错误都可以直接定位到版图上，改起来很方便。同时还可以选上图的Highlight Closeset，可以高亮附近的网络和器件。更为巧妙的是，图7 下面Source Name 栏相对应的错误点也可以直接在版图工具中显示，右键点Source Name 对应的错误点，选Highlight Net，如图15：
Calibre 会打开新的Virtuoso 窗口，如图16：
然后在新打开的窗口高亮该网络：
这样很方便Discrepancy 中Layout 与Source 具体位置的对比，便于及时找到错误。对于图10 中Layout Netlist 中的每一个网络名称和元件，都可以直接在Layout Netlist窗口中单击该名称，在Virtuoso 中会立刻显示，就像超链接一样，见图18：
图18 询问用户是否现在显示该网络或者元件，选Yes , Virtuoso 中会高亮该网络或器件。
这也很容易理解，因为Layout Netlist 本来就是Calibre 根据Runset 规定的层次抽取出来的，因此每个网络或者元件，数据库中都有记录。对于图9 的Source Netlist ，同样可以用类似的方法点击网络或元件（只对顶层模块），来在版图工具中显示。因此利用RVE 读入LVS 的结果数据库把电路图网表，版图网表，LVS 比较结果紧密地联系起来，集成在非常方便的图形工具中，用超链接的方式快速找到每个节点，每个器件与版图的对应关系，又凭借着电路图网表窗口和版图网表窗口良好的层次化结构，因此能很快的找到错误的所在。这也是Calibre RVE 最出色的方面之一。
END
作者：志芯编辑
文章来源：志芯
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