Cosmos Scope 安裝流程

#2020/04/09 更新

Cosmos Scope 原本是 Avanti 這間公司的產品，因為種種因素賣給了 Synopsys。此套軟體的目的很簡單，就是觀看 SPICE 模擬結果，因此它的容量很小，安裝也不難，截至目前 (2020/04) 為止，CIC 所提供的 Cosmos Scope 版本為 2019.06，下載後會出現

cosmos_scope_2019.06_linux.tgz

這個檔案，由於 Cosmos Scope 與 HSPICE 都是 Synopsys 的產品，因此 License Server 的設定是一樣的。請執行

# tar xfva cosmos_scope_2019.06_linux64.tgz -C /opt/EDA

此時會在 /opt/EDA 目錄解開 cosmos_scope 目錄，裡面有相關檔案。

設定 Cosmos Scope 路徑

請在 .bashrc 中新增底下幾行：

CosmosScope="/opt/EDA/cosmos_scope"
CosmosScopebin="/opt/EDA/cosmos_scope/cur/ai_bin"

export PATH=$PATH:$CosmosScope:$CosmosScopebin

之後可以載入此設定，並執行

$cscope&

來執行 cosmos scope，萬一遇上底下錯誤訊息的話，請確認網路設定是否有錯。

eecs@120:~$ /opt/EDA/cosmos_scope/cur/ai_bin/cscope
couldn't open socket: invalid argument
    while executing
"dp_MakeRPCClient $s_host $s_port"
    (procedure "AimSession" line 78)
    invoked from within
"AimSession 120 41865 localhost,eecs"
    while
evaluating -c supplied command

上述錯誤訊息是你的 /etc/hosts 及 /etc/hostname 沒有設定好所造成的訊息，請確認完全沒有問題後，再重新開機才能執行。

利用 Cosmos Scope 來觀看波形

請使用 virtuoso 轉出 netlist 檔，在 Ananlog Design Environment 中選擇 Simulation -> Netlist -> Create，此時會出現一個 netlist 視窗。在此視窗中執行 File -> Save As 把此檔存成 inv.sp (視你的電路而定)，其內容如下：

** Generated for: hspiceD
** Generated on: Mar 22 11:43:44 2016
** Design library name: cic018
** Design cell name: not
** Design view name: schematic.2
.GLOBAL vdd!


.TRAN 1e-9 200e-9 START=0.0

.OP

.TEMP 25.0
.OPTION
+    ARTIST=2
+    INGOLD=2
+    PARHIER=LOCAL
+    PSF=2
.INCLUDE "/home/herman/model/1p6mcic018.include"

** Library name: cic018
** Cell name: not
** View name: schematic.2
m0 vdd! in out vdd! P_18 L=180e-9 W=720e-9
m1 0 in out 0 N_18 L=180e-9 W=360e-9
v0 vdd! 0 DC=1.8
v1 in 0 PULSE 0 1.8 0 100e-12 100e-12 50e-9 100e-9
.END

執行 hspice inv.sp 可以得到 inv.tr0 這個檔案，但是因為我們還沒有設定要觀看的波形，所以這個檔案沒辦法用 Cosmos Scope 來觀看波形。此時會出現錯誤，因此要修改inv.sp 檔，在 .OPTION 區段加上 + POST，結果如下：

.OPTION
+    ARTIST=2
+    INGOLD=2
+    PARHIER=LOCAL
+    PSF=2
+    POST               <--- 此行為新增的設定。

接著再執行一次

hspice inv.sp

此時再打開 inv.tr0 看看有沒有波形可以觀察。

HSPICE 安裝

安裝 HSPICE 及模擬

SPICE 是電路模擬程式，在 1970 年代由柏克萊大學開始研發，之後發展出許多分支，其中 HSPICE 可算是電路模擬的工業標準，在完成電路設計後，必須以 HSPICE 來進行模擬以驗證電路功能是否正確無誤，符合我們的要求，模擬完後才能進行下線，沒有經過  HSPICE 驗證的電路其可靠性會受到質疑。

要安裝 HSPICE，請至 CIC 下載 HSPICE 之檔案，以 2016/3 月為例，目前最新版之 HSPICE 為 2015.06 版，下載完後會出現

hspice_2015.06_linux.tgz
installation_guide_synopsys.txt

這 2 個檔案，其中第一個是 HSPICE 的安裝檔，第二個是安裝說明，我們主要是看 HSPICE 的 License Server 設定埠為

26585@lsncku

HSPICE 的安裝路徑一樣整理到 /opt/EDA/hspice，首先下底下指令來安裝

# tar xfva hspice_2015.06_linux.tgz -C /opt/EDA

此時會自動在 /opt/EDA 底下將 HSPICE 安裝到 /opt/EDA/hspice 目錄下。HSPICE 安裝完畢後進行設定，否則無法對應到正確目錄，之後模擬會出問題。請在

/opt/EDA/hspice/cur/hspice/bin

目錄下執行 ./config 程式，請依目前安裝目錄來進行設定並退出，退出時注意看其訊息是否為 sucessed。完成此步驟後，接下來要設定執行路徑及 License Server。

設定執行路徑

請在 ~/.bashrc 中新增底下設定：

Hspice="/opt/EDA/hspice"
Hspicebin="/opt/EDA/hspice/cur/hspice/bin"

export PATH=$PATH:$Hspice:$Hspicebin

LM_LICENSE_FILE=26585@lsncku

作完後，以一般使用者的權限執行

$ hspice

看看能不能正常呼叫這個檔案，沒問題後，可以設定 HSPICE 環境，請將 CIC 的虛擬製程模擬檔 cic018.l 複製至 ~/model 目錄下，再編譯 ~/model/1p6mcic018.include 檔案，其內容只有一行：

.lib '/home/herman/model/cic018.l' TT

接下來可以在 virtuoso 中測試 HSPICE 是否能執行並跑出模擬波形，請依老師操作測試。

反相器 schematic

CIC 虛擬製程檔安裝及設定

EDA 工具安裝完畢後，要設定製程檔，如此一來才能進行電路模擬與晶片設計。我們把製程檔的目錄設定在 /opt/PROCESS，目前由於智財權的關係，CIC 僅提供本身的虛擬製程下載，請將檔案解壓縮在 /opt/PROCESS 目錄中，其位置是：

/opt/PROCESS/CIC0181P6M

其中會有底下檔案：

drwxrwxrwx  5 root root 4096 Mar  4  2009 calibre
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Mar 14  2009 doc
drwxrwxrwx  2 root root 4096 Mar  4  2009 laker
drwxrwxrwx  2 root root 4096 Mar 14  2009 model
drwxrwxrwx  2 root root 4096 Mar  4  2009 virtuoso

其說明如下：

calibre    -> 提供 Mentor Graphics (明導國際) calibre 驗證之檔案，可以用來作  DRC、LVS 以及 PEX 驗證流程
doc        -> CIC 虛擬製程文件
laker      -> 提供 Synopsys laker 電路繪製之檔案
model      -> 提供 HSPICE 模擬之檔案
virtuoso   -> 提供 Cadence virtuoso 電路繪製之檔案

理論上，解壓縮完後，製程就安裝完畢，接下來要進行設定使用者家目錄，以使執行 EDA 工具時載入。我們預先定義的目錄如下：

~/         -> 使用者家目錄
~/model    -> 存放 SPICE model、DRC/LVS 命令及製程檔
~/lib      -> 存放所有自建 virtuoso 之元件庫
~/lklib    -> 存放所有自建 laker 之元件庫
~/simulation -> 存放所有模擬資料

目前為止，我們還沒有這些目錄，因此請先在使用者家目錄中建立這些目錄：

~$ mkdir model lib lklib simulation

複製相關檔案：

~/display.drf - Cadence 之 EDA 工具在顏色方面之設定檔，用來顯示 schematic
        view 或是 layout view 顏色。要複製此檔，請執行：
       
~$ cp /opt/PROCESS/CIC0181P6M/virtuoso/display.drf ~

~/model/cic18.tf - CIC 018 虛擬製程之技術檔，要複製此檔，請執行：
~$ cp /opt/PROCESS/CIC0181P6M/virtuoso/cic18.tf ~/model

~/model/cic018.l - 這是 CIC 0.18 製程的 SPICE 模型檔，此檔位於
/opt/PROCESS/CIC0181P6M/model/cic018.l，要複製此檔，請執行：

~$ cp /opt/PROCESS/CIC0181P6M/model/cic018.l ~/model




接著請自行使用 virtuoso 建立新元件庫及建立一個最簡單的 not 閘，來觀察其功能是否正確。並且要測試存檔功能，看看存檔後，能不能再次打開 not 閘這個檔案。



*** /etc/skel 目錄設定 ***

下載、安裝、設定 Cadence Virtuoso EDA 工具

下載及驗證：

Cadence Virtuoso EDA 工具是業界佔有率相當高的 EDA 工具，主要功能在於繪製電路圖 (Schematic Entry)、符號圖 (Symbol)、佈局圖 (Layout)。除此之外，Cadence Virtuoso 亦可以直接呼叫外部工具來進行 Spice Simulation 以及 DRC/LVS 驗證。

要安裝 Cadence Virtuoso EDA 工具，首先要下載 CIC 所提供的壓縮檔，以目前
(2016/03/01) 而言，其最新的版本是 IC_615_06.15.151，總共有四個壓縮檔要下載，
如底下所示：

IC_615_06.15.151_1of4.tgz

IC_615_06.15.151_2of4.tgz

IC_615_06.15.151_3of4.tgz

IC_615_06.15.151_4of4.tgz

下載完畢後，請執行 gzip -t xxx.tgz 來測試所下載之壓縮檔是否有誤，如果沒有
任何錯誤訊息的話，代表此壓縮檔格式正確，接下來可以進行安裝。

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解壓縮及安裝：

建立安裝目錄

# mkdir -p /opt/EDA/cadence

解開壓縮檔

# tar xfva IC_615_06.15.151_1of4.tgz -C /opt/EDA/cadence
# tar xfva IC_615_06.15.151_2of4.tgz -C /opt/EDA/cadence
# tar xfva IC_615_06.15.151_3of4.tgz -C /opt/EDA/cadence
# tar xfva IC_615_06.15.151_4of4.tgz -C /opt/EDA/cadence

解開之後，會出現

/opt/EDA/cadence/IC 目錄，在此目錄下即是已解開之 Virtuso EDA 工具。

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設定 Virtuoso 環境

為什麼使用 Linux 作為 EDA 安裝平台 ?

1. Cadence

Cadence (益華電腦) 的作業平台支援資訊在其官方網頁：

http://www.cadence.com/support/computing/Pages/default.aspx

而目前支援平台資訊在此：

http://www.cadence.com/support/computing/Documents/Cadence_Platform_Support_Plan.pdf

從官方網頁裡可以看到，Cadence 自 2005 起即開始支援紅帽 Linux 作業系統，而且
慢慢取消針對其它平台如 Sun SPARC 之支援。因此未來 Linux 作業系統將是 Cadence
的主要作業系統平台之一，其版本主要是 RHEL 5/6/7。

2. Synopsys

Synopsys (新思科技) 的作業平台支援資訊在其官方網頁：

http://www.synopsys.com/Support/LI/SupportPlatform/Pages/PlatformsRoadmap.aspx

從官方網頁裡亦可以看到，Synopsys 的主要作業系統平台是 Linux，其版本主要是
RHEL 5/6/7。

3. Mentor graphics

Mentor graphics (明導國際) 的作業系統平台支援資訊在其官方網頁：

https://supportnet.mentor.com/systemreqs.html

從官方網頁裡亦可以看到，Mentor Graphics 的主要作業系統平台是 Linux，其版本
主要是 RHEL 5/6/7。

小結：

為了提供一個完整的 EDA 操作環境，因此我們需要佈建以 Linux 為主的作業系統平台，
並在其中安裝各種 EDA 工具，以提供 IC 設計人員一個統一的環境。

** 所謂「統一」的意思是所有工作在 Linux 上完成即可，不需要在 Linux/Windows
   間切換。

工作目錄安排：


/opt/EDA -> 已安裝之 IC 設計工具

/opt/EDA_tools -> 原始檔


/opt/EDA_tools/virtuoso        -> Virtuoso EDA 工具
/opt/EDA_tools/synopsys        -> Synopsys EDA 工具
/opt/EDA_tools/mentor_graphics -> Mentor Graphics EDA 工具

License Server 設定

EDA 工具所採用的防盜機制是一種叫作 License 認證的機制，其作用原理是全台灣學術界總共有 5 台 License Server，如底下所示：

License Server name
(host_name)   license server IP    地區
-----------   -----------------    ------------------------------------------
lsntu         140.112.20.58        台北市,新北市,基隆市,宜蘭縣,花蓮縣
-----------   -----------------    ------------------------------------------
lsncu         140.115.71.66        桃園縣
-----------   -----------------    ------------------------------------------
lsnctu        140.113.202.151      新竹縣市,苗栗縣,澎湖縣,金馬縣,連江縣
-----------   -----------------    ------------------------------------------
lsnchu        140.120.90.46        台中市,南投縣,雲林縣,彰化縣
-----------   -----------------    ------------------------------------------
lsncku        140.116.49.24        嘉義縣市,台南市,高雄市,屏東縣,台東縣

當啟動 EDA 工具的時候，EDA 工具會線上執行 License 驗證，簡單來講就是向 License Server 取得一把鑰匙，如果此時有多餘的軟體鑰匙可以使用的話，那麼 License Server 會分配一把鑰匙給使用者，當使用者退出 EDA 工具時，會將 License Server 的鑰匙還回，以便再提供給下一個使用。

因為 EDA 工具的防盜機制是採線上認證，因此要注意底下事項：

1. 安裝 EDA 工具之伺服器必須有實體 IP，以提供給 License Server 進行驗證。
2. 所使用的 IP 必須至 CIC 網站登錄，以提供 License 驗證。
3. 網路要通
4. 要設定相對應的 port
5. 要寫好 .bashrc 的路徑設定


設定 License Server

請參考 installation_guide_cadence.txt 來建立 License Server 清單，在 /etc/hosts 檔案中加入底下設定：

140.112.20.58   lsntu
140.115.71.66   lsncu
140.113.202.151 lsnctu
140.120.90.46   lsnchu
140.116.49.24   lsncku

加入後，請執行底下指令來看網路連線是否正常：


ping lsxxx

如果 ping 得到主機，「只」代表這台機器目前有開機，不代表它可以檢查得到 License。

設定 .bashrc

南臺屬於 lsncku 的支援範圍，如果可以 ping 到 lsncku 的話，那麼可以在一般使用者的 ~/.basrhc 中設定：


export LICENSE_FILE=5280@lsncku

我們可以先測試看看此 License Server 是否有提供 LICESE Key，指令如下：

lmstat -a -c 5280@lsncku