使用Calibre PEX提取高频电路有源版图寄生参数

本文展示了一种使用Calibre PEX提取高频核心电路版图寄生参数的方法。

这里的高频指的是几十GHz，一般来说，工作频率高于60GHz的电路需要使用电磁场仿真器（如EMX、HFSS）来仿真有源核心核心版图。

电感、变压器等自己设计的无源器件，必需通过电磁仿真器进行仿真提取，不应使用该方法提取参数！

本文使用到的软件：Cadence Virtuoso、Calibre PEX。

本文将分为规则设置、输出设置、电感、场求解器四部分展示使用Calibre PEX提取高频有源核心核心电路版图寄生参数的方法。

1.PEX规则设置

设计好需要提取高频下寄生参数的有源版图，且版图的DRC和LVS均通过后，点击Virtuoso菜单栏的“Calibre”，选择“Run PEX”，启动Calibre PEX程序。

程序启动后，需要在Rules页面填入Rules File和Run Directory。

Rules File在工艺PDK中有提供；
Run Directory需要自己定义一个合适的路径。

定义完规则文件和运行目录后，点击并跳转至“Outputs”页面，进行输出设置。

Extraction Mode：对于先进CMOS工艺，需要选择更精准的xACT 3D或xACT 3D Hybrid模式。对于较小的核心电路，通常选择xACT 3D。

Accuracy Mode：用于指定xACT的运算精度，通常选择600。

Level：选择Transistor Level或者Gate Level。

Resistance/Capacitance：选择RCC。

Inductance：选择LM。

Netlist Format：选择DSPF，不要用CalibreView，二者精度没有区别，DSPF更小、读入速度更快。

在电感设置页面，我们需要选择电感模式、需要提取感值的走线，以及提取走线的最小长度阈值。

Mode：有LOOP和PEEC两种模式可以选择。通常，版图内如果只存在几何形状简单的走线，选择LOOP模式即可；若版图互连线走线复杂且存在复杂几何结构，则需选择PEEC模式。

LOOP模式的电感为环路电感，包括信号路径和返回路径；PEEC模式的电感包括互感等效电路。
LOOP求解较简单，因此速度较快，PEEC需要场求解器求解，因此速度较慢。

Include Toplevel Source Nets：基于原理图选择需要求解感值的走线。

PEX Inductance MinLength：填写数字，小于这个长度的走线不进行求解，单位为um。

PEX Inductance Returnpath：仅LOOP模式可配置，用于设定电感的回流路径，通常选择Ground and Power。

PEX Inductance Frequency：用于设定工作频率，通常需要勾选上“Use the broadband model”，并在下面文本框内填入电路的最大工作频率。

场求解器用于在提取RCC网络时，更精确地获得寄生参数。

通常勾选“Toplevel Layout/Source net(s)”，建议精度为600。

选中后，需选择/填入使用场求解器计算寄生参数的走线。

以上步骤设置完毕后，便可以对有源核心进行高频寄生参数的提取。