Disain Skematik, Layout dan Simulasi dengan Menggunakan Perangkat Lunak Mentor GraphicsT M. Oleh : Eri Prasetyo Wibowo Nurul Huda

Disain Skematik, Layout dan Simulasi dengan Menggunakan Perangkat Lunak Mentor Graphics TM

Oleh : Eri Prasetyo Wibowo Nurul Huda

Disain Skematik, Layout dan Simulasi dengan Menggunakan Perangkat Lunak Mentor Graphics TM

Oleh : Eri Prasetyo Wibowo Nurul Huda

KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kepada Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan kemudahan sehingga kami dari tim pusat studi Mikroelektronika and Pengolahan Citra Universitas Gunadarma bisa menyelesaikan Buku kedua yang berjudul Disain Skematik, Layout dan Simulasi dengan Menggunakan Perangkat Lunak Mentor GraphicsT M . Buku ini menjelaskan bagaimana perangkat lunak Mentor GraphicsT M dapat digunakan untuk mendesain dari rangkaian elektronika dalam bentuk CMOS, mencek adanya kesalahan disain maupun kesalahan tata letak pada susunan bahan di layout, melakukan simulasi baik dalam bentuk rangkaian elektronika maupun dalam bentuk layout hingga membuat menjadi bentuk layout yang siap dikirim ke pabrik pembuat CHIPs untuk dibuat dalam wujud CHIPs. Untuk melakukan disain rangkaian elektronika, simulasi dan disain layout, kami menggunakan pustaka/library dari perangkat lunak pendamping yaitu, Perangkat lunak Design Kit. Design Kit adalah perangkat lunak yang berisi library tentang jenis bahan yang digunakan untuk layout tersebut, perangkat lunak design kit ini biasanya mengacu pada teknologi yang akan dipakai. Jenis perangkat lunak design kit yang ada diantaranya ADK, AMI, TSMC, AMS dan masih banyak lainnya. Dalam buku ini kami menggunakan AMS ( Austria Micro Systems ) design kit 3.70 dengan teknologi 0.35 µm yang diberi secara cuma - cuma (dengan agreement) dari pabrik pembuat CHIPs yaitu CMP-TIMA yang berada di kota Grenoble, Perancis. Misi dari penerbitan buku ini adalah untuk digunakan mahasiswa, dosen dan pembaca yang tertarik pada peminatan elektronika devais dan buku ini juga dapat digunakan sebagai penuntun petunjuk kursus atau workshop mahasiswa. Target dengan membaca buku ini diharapkan pembaca akan dengan mudah memahami konsep kerja CMOS, dengan cepat dapat menggunakan perangkat lunak mentor graphicsT M untuk mendesain rangkaian elektronik, layout dan melakukan simulasi. Akhirnya sekali lagi kami mengucapkan terima kasih kepada Prof. Suryadi Harmanto, selaku Purek II yang telah mendorong dan mendukung sehingga bisa diterbitkannya buku Disain Skematik, Layout dan Simulasi dengan Menggunakan Perangkat Lunak Mentor GraphicsT M .

ii

Tiada gading yang tak retak, kami masih menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna, saran dan kritik yang sangat membangun sangat kami harapkan.

Depok, Maret 2007 Tim Penyusun

Daftar Isi Kata Pengantar

i

Daftar Isi

iii

Daftar Gambar

v

Daftar Tabel

ix

1 PENDAHULUAN 1.1 Konsep Kerja CMOS . . . . . . . 1.1.1 Struktur MOS . . . . . . . 1.1.2 Mengapa Complementary 1.2 Proses Disain IC CMOS . . . . . 1.3 Produksi . . . . . . . . . . . . . .

. . . . .

1 1 1 2 3 4

2 PERSIAPAN 2.1 Sistem Server Mentor Graphics . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Lokasi Kerja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 7 8

3 PEMBUATAN PROJECT 3.1 Perintah Pembuatan Project 3.2 Pesan Awal IC Studio . . . 3.3 Bentuk Tampilan IC Studio 3.4 Latihan . . . . . . . . . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . . .

. . . .

. . . .

11 11 12 14 14

4 PEMBUATAN SKEMA RANGKAIAN 17 4.1 Pembuatan Nama dan Jenis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

iv

Daftar Isi 4.2 4.3 4.4

. . . . . .

19 20 25 25 27 27

. . . . . . .

29 29 31 32 39 40 42 47

6 PEMBUATAN LAYOUT 6.1 Penyiapan IC Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Cara Pembuatan Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Latihan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

49 49 52 61

7 SIMULASI LAYOUT 7.1 Ekstraksi Netlist dari Layout . . . . 7.2 Pembuatan Symbol . . . . . . . . . . 7.3 Pembuatan Skema Rangkaian Uji . . 7.4 Pembuatan View Point dan Simulasi 7.5 Latihan . . . . . . . . . . . . . . . .

63 63 67 69 71 73

4.5

Persiapan Design Architect IC . Pembangunan Skema Rangkaian Pengecekan dan Penyimpanan . 4.4.1 Pengecekan . . . . . . . 4.4.2 Penyimpanan . . . . . . Latihan . . . . . . . . . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

5 SIMULASI SKEMA RANGKAIAN 5.1 Penyediaan Catu Daya . . . . . . . . 5.2 Pembuatan View Point . . . . . . . . 5.3 Pengaturan Parameter Simulasi . . . 5.4 Eksekusi Simulasi . . . . . . . . . . . 5.5 Penayangan Hasil Simulasi . . . . . . 5.6 Variasi Analisis pada Simulasi . . . . 5.7 Latihan . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . . .

. . . . . . .

. . . . .

. . . . .

Bibliografi

77

Lampiran

77

A AMS 0.35 µm ESD DESIGN RULES

79

Daftar Gambar 1.1 Struktur MOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Susunan MOS pada teknologi AMS 0.35 µm[2] . . . . . . . . . 1.3 Jaringan CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4 Rangkaian inverter dari CMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.5 Alur data untuk Proses disain IC CMOS . . . . . . . . . . . . 1.6 Rangkaian CMOS terintegrasi yang diproduksi dan dalam bentuk wafer silicon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7 Layout ADC pipeline yang siap dikirim untuk dibuat prototipe

1 2 2 3 4

2.1 2.2

Tombol Konsole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Perintah untuk Mengaktifkan Daemon Mentor Graphics . . . .

8 8

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Konsole Sistem Desktop KDE . . . . . . Perintah untuk Mengaktifkan IC Studio . Tampilan Komentar IC Studio . . . . . . Pesan Peringatan . . . . . . . . . . . . . Pesan Welcome . . . . . . . . . . . . . . Area Kerja IC Studio . . . . . . . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

11 12 13 13 14 15

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

Cell Aktif pada Library . . . . . . . . Tombol Pembuatan View (Cell) Baru Pengisian Nama Cell dan Jenisnya . . Tombol Show/Hide Library Pallete . Skema Rangkaian Inverter . . . . . . Tombol HIT-Kit Utilities . . . . . . . Tombol Devices . . . . . . . . . . . . Tombol MOS untuk pmos4 . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

18 18 19 20 20 21 21 22

. . . . . . . .

. . . . . . . .

5 6

vi

Daftar Gambar 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 4.17 4.18

Nama Transistor PMOS4 . . . . Tombol Back . . . . . . . . . . Tombol MGC Library . . . . . Tombol Generic Lib . . . . . . . Menu Ubah Nama Port . . . . . Pengisian Nama Port . . . . . . Tombol Add Wire . . . . . . . . Menu Check Schematic . . . . . Contoh Hasil Pengecekan Skema Menu Close Window . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rangkaian . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

22 23 23 23 24 24 25 26 26 27

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21 5.22 5.23

Skema Catu Daya dan Rangkaian Inverter . . . . . Menu Create Viewpoint . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Path . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Window DVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pesan Hasil Pembuatan Viewpoint . . . . . . . . . Tombol Masuk Mode Simulasi . . . . . . . . . . . . Memasuki Mode Simulasi . . . . . . . . . . . . . . Menu Set Simulation Models . . . . . . . . . . . . . Pemilihan Parameter Model Simulasi . . . . . . . . Tombol untuk Pengecekan Library Model Simulasi . Pengecekan Library Model Simulasi . . . . . . . . . Tombol Analyses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pemilihan Analisis pada Simulasi . . . . . . . . . . Pengisian Parameter Analisis DC . . . . . . . . . . Pemilihan obyek wire Input dan Output . . . . . . Tombol Save untuk data Simulasi . . . . . . . . . . Pengaturan Parameter Simulasi Semua Sinyal . . . Pengaturan Parameter Simulasi Jalur Terpilih . . . Pengaturan Cara Menampilkan Hasil Simulasi . . . Tombol Simulator ELDO . . . . . . . . . . . . . . . Pesan Hasil Netlisting . . . . . . . . . . . . . . . . Pesan Hasil Simulasi . . . . . . . . . . . . . . . . . Tombol untuk Menampilkan Hasil Simulasi . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30 31 31 32 32 33 33 34 34 34 35 35 36 37 37 37 38 38 39 39 40 40 41

Daftar Gambar

vii

5.24 5.25 5.26 5.27 5.28 5.29 5.30 5.31

Tampilan Hasil Simulasi . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Parameter Analisis Transient . . . . . . Tombol Add Force . . . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Parameter Pulsa . . . . . . . . . . . . . Pesan Menonaktifkan Sumber Daya DC V2 . . . . Pemilihan Jalur, NULL dan Simbol FORCE . . . Pengisian Parameter Jenis Hasil Analisis Simulasi Hasil Simulasi Inverter menggunakan Pulsa . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

. . . . . . . .

41 43 43 44 45 45 46 47

6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17 6.18 6.19 6.20 6.21 6.22 6.23

Menu Refresh . . . . . . . . . . . . . . . . Cell Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . Menu New View . . . . . . . . . . . . . . . Window Pengisian View dan Nama Layout Window IC Station . . . . . . . . . . . . . Layout Rangkaian Inverter . . . . . . . . . Menu Show LP . . . . . . . . . . . . . . . Menu AMS Devices . . . . . . . . . . . . . Tombol MOS . . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Parameter MOS . . . . . . . . . Menu Add Shape . . . . . . . . . . . . . . Pilihan Option pada ADD PATH . . . . . Window Pemilihan Lapisan Layout . . . . Menu Edit . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tombol GB-Path . . . . . . . . . . . . . . Pengisian pada Window GB-Path . . . . . Tombol Save Cell . . . . . . . . . . . . . . Menu DRC (ICrules) . . . . . . . . . . . . Contoh Hasil Pengecekan DRC IC Rules . Menu IC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Parameter Setup IC . . . . . . . Menu Make Port . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Nama Port VDD . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50 50 50 51 51 52 53 53 54 54 55 55 56 56 56 57 57 57 57 59 59 60 60

7.1 7.2

Tombol ICTrace (M) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Tombol Netlist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

. . . . . . . . . Baru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

viii 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18

Daftar Gambar Pengisian Parameter Database Mask Netlist . . . . . . Menu Editor Notepad dari IC Station . . . . . . . . . . Pengisian Lokasi File .cir . . . . . . . . . . . . . . . . . Editor Notepad untuk Inverter.cir . . . . . . . . . . . . Pesan Penyimpanan Perubahan File Inverter.cir . . . . Window Pembuatan View Baru . . . . . . . . . . . . . Pengisian Parameter View untuk Symbol . . . . . . . . Symbol Inverter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Property Symbol Inverter . . . . . . . . . . . Hasil Pengecekan Symbol . . . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Parameter View untuk Skema Rangkaian Uji Menu Choose Symbol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pengisian Property Instance . . . . . . . . . . . . . . . Skema Rangkaian Uji Inverter . . . . . . . . . . . . . . Penambahan Include Inverter.cir . . . . . . . . . . . . . Hasil Simulasi dari Layout Inverter . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . .

64 65 66 66 67 67 67 68 69 69 70 70 71 71 73 74

Daftar Tabel 6.1

Tabel Nama, Jenis dan Arah Port . . . . . . . . . . . . . . . . 60

Bab 1 PENDAHULUAN 1.1 1.1.1

Konsep Kerja CMOS Struktur MOS

Awal tahun 1962 gate semikonduktor terbuat dari aluminium dimana dikenal dengan nama MOS (Metal Oxyde Semiconductor). Setiap MOS terdiri dari Source, Gate dan Drain. Struktur ini bisa dilihat pada gambar 1.1. Untuk MOS tipe-P, source akan terhubung dengan sumber tegangan positip atau Vcc dan drain akan terhubung dengan sumber tegangan 0 V atau ground. Sedangkan untuk MOS tipe-N, source akan terhubung dengan sumber tegangan 0 V dan drain terhubung dengan sumber tegangan positip atau Vcc. Gate berfungsi sebagai pengendali aliran tegangan atau dengan kata lain sebagai pengendali switch.

Gambar 1.1: Struktur MOS Untuk susunan MOS yang digunakan pada teknologi AMS 0.35 µm adalah tampak seperti pada gambar 1.2. Terlihat bahwa susunan MOS mempunyai 4 metal, yaitu metal 1, metal 2, metal 3 dan metal 4 dan 2 polysilicon (poly), yaitu poly 1 dan poly 2. Untuk menghubungkan antara poly-metal,metalmetal dan poly-poly digunakan via dan contact.

2

PENDAHULUAN

Gambar 1.2: Susunan MOS pada teknologi AMS 0.35 µm[2]

1.1.2

Mengapa Complementary

Logika kerja CMOS menggunakan kombinasi transistor tipe-P dan tipe-N dimana masing-masing transistor bekerja saling berlawanan. Jika transistor tipe-P dalam kondisi On atau 1 maka transistor tipe-N dalam kondisi Off atau 0 dan sebaliknya. Jadi bisa dikatan bahwa CMOS adalah gabungan antara PMOS dan NMOS (CMOS = PMOS + NMOS). Kedua gabungan transistor tersebut masing-masing disebut sebagai jaringan P dan jaringan N, seperti tampak pada gambar 1.3.

Gambar 1.3: Jaringan CMOS Untuk menjelaskan kerja jaringan transistor, kita akan mempergunakan rangkaian inverter, sebab rangkaian inverter terdiri dari dua transistor yaitu satu jenis P dan satu jenis N. Ini sama persis dengan kondisi jaringan yang tampak pada gambar 1.3. Setiap transistor bekerja seperti switch, dimana pola kerjanya akan berada dalam kondisi tertutup atau terbuka. Pada gam-

1.2 Proses Disain IC CMOS

3

bar 1.4, jika input rangkaian diberi nilai 0, maka transistor tipe N dalam kondisi terbuka dan transitor tipe P dalam kondisi tertutup sehingga tegangan VDD akan melewati transistor tipe P tersebut sehingga nilai output adalah 1. Begitu juga sebaliknya jika input diberi nilai 1, maka transistor tipe P dalam kondisi terbuka dan transistor tipe N dalam kondisi tertutup sehingga tegangan dari ground akan lewat transistor tipe N, sehingga output rangkaian bernilai 0.

Gambar 1.4: Rangkaian inverter dari CMOS

1.2

Proses Disain IC CMOS

Dalam proses mendesain rangkaian CMOS ada beberapa urutan yang harus dilalui yaitu : mendefinisikan input dan output dalam rangkaian, perhitungan manual, mensimulasikan rangkaian, membuat rangkaian dalam bentuk layout, mensimulasi adanya parasitic, mengevaluasi kembali input/output rangkaian, mengirim untuk di produksi dan ditest. Alur diagram dari proses ini bisa dilihat pada gambar 1.5. Perincian rangkaian jarang ditetapkan secara baku, rangkaian dapat berubah sesuai kebutuhan. Kita dapat memilih antara biaya dan kemampuan CHIPs, perubahan terhadap nilai jual chips atau perubahan sesuai keinginan pelanggan. Hampir semua kasus, sebagian besar berubah setelah chips sampai taraf produksi dan itu tidak mungkin dirubah. Jadi dalam teknik disain chips banyak melibatkan parameter baik parameter teknik maupun parameter non teknis dan komersial. Sebuah disain chips yang umum dikenal dengan ASIC (ApplicationSpecific Integrated Circuit). Metode yang lain dari disain chips, diantaranya Field-Programmable-Gate Arrays (FPGAs) dan pustaka (libraries) standar cell telah digunakan untuk jumlah rangkaian yang terbatas dan disain yang

4

PENDAHULUAN

Gambar 1.5: Alur data untuk Proses disain IC CMOS cepat. Kebanyakan chips dibuat untuk produk masal, diantarnya microprocessor dan memori.

1.3

Produksi

Rangkaian CMOS yang terintegrasi diproduksi pada lingkaran thin film yang berpetak dari silicon yang dikenal dengan wafer (kue silicon). Setiap

1.3 Produksi

5

wafer berisi masing-masing individual chips atau koin, seperti terlihat pada gambar 1.6. Untuk produksi yang dimaksud setiap koin pada wafer biasanya mempunyai bentuk yang sama.

Gambar 1.6: Rangkaian CMOS terintegrasi yang diproduksi dan dalam bentuk wafer silicon Untuk membuat disain rangkaian dan membuat layoutnya bisa menggunakan perangkat lunak disain layout yang ada saat ini. Dalam buku ini, menggunakan software Mentor GraphicsT M dengan teknologi bahan dari AMS (Austria Micro System) 0,35 µm yang berjalan di sistem operasi linux. Salah satu contoh bentuk prototipe layout yang siap dikirim untuk dibuat prototipe Chips dapat dilihat seperti tampak pada gambar 1.7. Adalah rangkaian ADC pipeline 8 bit, pada sisi atas dan sisi kanan merupakan floor digital, sedang sisi bawah dan sisi kiri digunakan untuk floor analog. Untuk setiap floor harus ditambahkan pin sumber tegangan, untuk floor analog ditambahkan pin VDDA (vcc) dan VSSA (ground), untuk floor digital ditambahkan pin VDD (vcc) dan VSS (ground). Kemudian keluaran/masukan juga harus diletakkan sesuai dengan fungsinya, misalnya OB33 adalah pin keluaran digital, IB15 merupakan pin masukan digital, untuk analog baik pin masukan maupun pin keluaran menggunakan pin yang sama yaitu IOA5P, tinggal mengatur arahnya sebagai masukan atau sebagai keluaran. Kemudian antar sisi floor dihubungkan dengan corner. File hasil disain dari CAD layout, mempunyai jenis file yang beragam tergantung perangkat lunak apa yang dipakai, misal dalam Mentor GraphicsT M mempunyai format tertentu, kemudian kalau file tersebut akan dikirim ke pabrik pembuat IC, maka format file harus dirubah dalam format GDSII atau GDS saja. Jika file disain dalam format GDS maka bisa segera dikirim lewat internet ke pabrik pembuat IC. Saat ini pabrik atau lab pembuat IC telah banyak berkembang, di-

6

PENDAHULUAN

Gambar 1.7: Layout ADC pipeline yang siap dikirim untuk dibuat prototipe

antaranya MOSIS, yang berada di USA, TMC yang berada di Taiwan, TIMA berada di Perancis, NEC di Jepang, Samsung di Korea, MIMOS ada di Malaysia, dan masih banyak yang lainnya. Dalam pembahasan di buku ini, akan ditunjukkan bagaimana cara mendesain skema rangkaian elektronik, melakukan simulasi dan membuat layout.

Bab 2 PERSIAPAN Pada bab ini akan dijelaskan bagaimana cara mempersiapkan Mentor Graphics di dalam lingkungan sistem operasi linux. Penjelasan disini mengacu kepada produk Mentor Graphics IcFlow 2006 dan Linux SuSE 9.3. Jika anda belum melakukan instalasi perangkat lunak tersebut, pelajari buku Petunjuk Instalasi Mentor Graphics (IcFlow) pada Sistem Operasi Linux[7] yang menjadi panduan awal dari serangkaian seri buku Mentor Graphics. Dalam penggunaan Mentor Graphics perlu diperhatikan beberapa hal seperti dijelaskan pada sub bab berikut.

2.1

Sistem Server Mentor Graphics

Sistem Server Mentor Graphics dipasang didalam suatu komputer server dan berbentuk daemon. Sistem Server Mentor Graphics dapat diakses oleh satu atau lebih pengguna, mekanisme ini sering disebut multiuser. Didalam sistem server ini terdapat fasilitas yang digunakan untuk mendeteksi dan menerapkan sistem server lisensi komponen Mentor Graphics. Server lisensi inilah yang akan mengatur hak akses pengguna, baik jumlahnya maupun jenis komponen yang akan digunakannya. Untuk mengaktifkan Server Mentor Graphics perlu menjalankan perintah baris yang telah disiapkan oleh Mentor Graphics, yaitu lmgrd melalui prompt Konsole. Sintaksnya adalah : lmgrd -c [lokasi file lisensi Mentor Graphics] Contohnya : lmgrd -c /home/uul/mgc/mentor-license

8

PERSIAPAN

Langkah demi langkah yang perlu dilakukan adalah mengaktifkan Konsole pada sistem Linux. Cukup dengan menekan tombol Konsole yang berbentuk gambar Monitor dan berada pada toolbar sisi bawah. Bentuk icon tampilannya terlihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1: Tombol Konsole Ketika Konsole sudah aktif, perlu melakukan pengetikan perintah tersebut dari prompt yang tersedia, contohnya tampak pada gambar 2.2.

Gambar 2.2: Perintah untuk Mengaktifkan Daemon Mentor Graphics Dari contoh tersebut diketahui bahwa user uul yang menggunakan host komputer nobody dapat melakukan proses pengaktifan daemon Server Mentor Graphics. Dalam kasus lain, di dalam lingkungan jaringan komputer, biasanya sistem Server Mentor Graphics telah disediakan dan diaktifkan oleh sistem administrator jaringan komputer sejak komputer pengguna dinyalakan, sehingga pengguna Mentor Graphics tidak perlu melakukan proses pengaktifan seperti yang diungkapkan disini.

2.2

Lokasi Kerja

Sebelum melakukan pembuatan disain IC, anda perlu menentukan direktori tempat menampung hasil pekerjaan pembuatan disain IC. Untuk itu perlu disiapkan dahulu direktori tersebut. Banyak cara tersedia yang siap digunakan untuk pembuatan direktori di dalam sistem operasi linux, diantara adalah perintah ls, mkdir, cd ataupun pwd. Jika anda belum memahami perintah-perintah tersebut, anda bisa mempelajarinya pada buku-buku linux, terutama pada bagian perintah dasar penanganan direktori dan file.

2.2 Lokasi Kerja

9

Sebagai contoh, jika anda ingin menempatkan file-file hasil disain bukan di dalam direktori home user, tetapi di dalam direktori khusus seperti direktori data-mg, dapat dilakukan perintah-perintah berikut: cd /home/uul mkdir data-mg cd /home/uul/data-mg

Bab 3 PEMBUATAN PROJECT Mentor GraphicsT M menyediakan berbagai fasilitas untuk merancang IC. Baik dimulai dari perancangan rangkaian diskrit, perancangan layout, simulasi maupun analisisnya. Semua fasilitas tersebut dikemas dalam beberapa modul dan setiap modul dapat diproses melalui fasilitas Design Manager. Walaupun demikian, dalam buku ini akan dijelaskan langkah perancangan melalui IC Studio yang disediakan oleh modul Technology Austria Microsystems (AMS). Mengingat bahwa pembuatan disain yang dibuat dalam Mentor GraphicsT M harus menerapkan teknologi IC tertentu maka proses perancangan IC dilakukan melalui IC Studio yang diperoleh dari AMS agar dapat lebih mudah dalam penggunaannya.

3.1

Perintah Pembuatan Project

Dalam rangka membuat project, langkah awal yang perlu dilakukan adalah mengaktifkan AMS IC Studio dengan menerapkan teknologi yang akan digunakan dan memberikan nama project. Tahapan perintah yang perlu dilakukan untuk merealisasikan hal ini dijelaskan sebagai berikut : 1. Pengaktifan Konsole sesi baru. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Konsole pada toolbar di sisi bawah pada window Desktop KDE jika anda belum mengaktifkannya. Bentuk Konsole tampak pada gambar 3.1.

Gambar 3.1: Konsole Sistem Desktop KDE

12

PEMBUATAN PROJECT 2. Pembuatan nama project dan teknologi yang akan diterapkan. Sebagai contoh nama project adalah Latihan01 dan teknologi yang digunakan adalah Teknologi IC dari AMS jenis c35b4c3. Teknologi ini akan dijadikan bahan utama untuk penjelasan-penjelasan selanjutnya. 3. Pelaksanaan perintah pembuatan project menggunakan IC Studio. Hal ini dapat dilakukan dengan mengetik perintah sebagai berikut : ams ic studio -project Latihan01 -tech c35b4c3 Perintah ams ic studio merupakan file binary yang disediakan oleh AMS. Contohnya tampak seperti pada gambar 3.2.

Gambar 3.2: Perintah untuk Mengaktifkan IC Studio Pada gambar 3.2, ditampilkan prompt uul@nobody dari penggunanya. Prompt ini menunjukkan lokasi aktif direktori saat itu, yaitu /home/uul dengan nama host komputer yang digunakan adalah nobody.

3.2

Pesan Awal IC Studio

Pesan-pesan awal dari IC Studio akan tampil bilamana anda berhasil mengaktifkan IC Studio. Beberapa pesan yang tampil akan memberikan informasi penting bagi penggunanya. Dalam beberapa kasus, informasi yang tampil akan berbeda antara satu pengguna dengan pengguna lain. Hal ini biasanya diakibatkan dari berbedanya konfigurasi user profile pada sistem operasi dan pengaturan konfigurasi Mentor GraphicsT M yang lebih spesifik untuk pengguna tertentu. Beberapa pesan yang dimungkinkan akan tampil sesaat setelah perintah untuk mengaktifkan IC Studio dilakukan, sebagai berikut : 1. Pesan komentar awal. Sebagai contoh, pesan jenis ini tampak seperti pada gambar 3.3.

3.2 Pesan Awal IC Studio

13

Gambar 3.3: Tampilan Komentar IC Studio Gambar 3.3 menampilkan proses startup IC Studio dan menunjukkan lokasi direktori kerja yang disiapkan untuk project yang dikerjakan, yaitu /home/uul. 2. Jika anda mendapat pesan Backing Store Disabled, seperti diperlihatkan pada gambar 3.4, jika tetap ingin melanjutkan pekerjaan disain maka perlu menekan tombol Yes.

Gambar 3.4: Pesan Peringatan Pesan peringatan pada gambar 3.4 menunjukkan bahwa sistem penanganan VGA di dalam sistem operasi linux yang digunakan oleh Mentor GraphicsT M belum dikonfigurasikan untuk dapat melakukan refresh se-

14

PEMBUATAN PROJECT cara periodik terhadap tampilan yang dihasilkan. Proses refresh ini akan digunakan Mentor GraphicsT M untuk menampilkan hasil kondisi yang terakhir ketika melakukan pengeditan, sehingga pengguna Mentor GraphicsT M akan melihat pekerjaannya sesuai dengan hasil yang mutakhir. 3. Pesan Welcome to ICstudio version 2006. Contohnya seperti tampak pada gambar 3.5.

Gambar 3.5: Pesan Welcome Jika anda ingin melanjutkan pekerjaan dalam disain IC, cukup dengan menekan tombol Close. Anda juga diberi peluang untuk dapat mengetahui catatan penting dari versi IC Studio ini dengan menekan tombol View Release Notes.

3.3

Bentuk Tampilan IC Studio

IC Studio mempunyai area kerja dengan membagi window menjadi beberapa bagian. Tampilan IC Studio tampak pada gambar 3.6. Pada gambar 3.6 ditampilkan window Library, Cell, View dan Log. Window Library menampilkan beberapa library yang telah disiapkan untuk dapat digunakan dalam disain IC, baik dimulai dari disain rangkaian skematik sampai layout IC. Window Cell akan menampilkan daftar file Cell yang telah dibuat. Dalam hal ini, window tersebut tidak menampilkan apapun karena belum melakukan pembuatan Cell. Window View akan menampilkan jenis View dari disain Cell yang dibuat. Jenis View bisa terdiri dari Schematic, Layout, ViewPoint, atau Symbol. Window Log akan mencatat semua proses yang dilakukan dengan menampilkan pesan dalam bentuk teks.

3.4

Latihan

Agar pemahaman dan ketrampilan pembuatan project pada Mentor GraphicsT M lebih mendalam, berikut ini disediakan soal-soal untuk digunakan

3.4 Latihan

15

Gambar 3.6: Area Kerja IC Studio sebagai latihan. Anda bisa mengerjakan soal-soal berikut menggunakan panduan waktu yang disediakan. Soal-soal ini sebagai berikut : 3 Menit : Bagaimana perintah yang digunakan untuk pembuatan project bila anda akan membuat IC comparator menggunakan teknologi AMS 0.6 µm ? 3 Menit : Sebutkan library yang sudah disiapkan oleh IC Studio ketika dijalankan pertama kali ? 2 Menit : Apakah nama window di dalam IC Studio yang selalu mencatat dan menampilkan apa saja yang sedang anda kerjakan ?

Bab 4 PEMBUATAN SKEMA RANGKAIAN Pembuatan skema rangkaian merupakan tahap awal dari proses produksi IC. Oleh karena itu, tahap ini merupakan tahap yang sangat menentukan hasil yang diharapkan nantinya. Untuk itu, pada bab ini akan dijelaskan secara detil bagaimana cara membangun disain skema rangkaian serta pengecekannya.

4.1

Pembuatan Nama dan Jenis

Skema rangkaian dibuat di dalam fasilitas Design Architect IC. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Perlu dipastikan bahwa IC Studio telah aktif. Selanjutnya mengaktifkan direktori TECH C35B4 pada window Library yang ada di IC Studio dengan menekan simbol direktori tersebut. Akan tampak beberapa disain Cell seperti ditampilkan pada gambar 4.1. 2. Pengaktifan window pengisian nama dan jenis Cell yang akan dibuat. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol mouse kanan pada wilayah kosong di dalam window Cell, kemudian menekan tombol New View. Cara ini diperlihatkan pada gambar 4.2. 3. Pada window Create New View, disediakan pengisian nama Cell dan jenisnya. Untuk kepentingan penjelasan dalam buku ini digunakan contoh nama Cell yaitu Inverter, jenis Viewnya adalah Schematic dan

18

PEMBUATAN SKEMA RANGKAIAN

Gambar 4.1: Cell Aktif pada Library

Gambar 4.2: Tombol Pembuatan View (Cell) Baru

nama View diisi dengan mengambil nilai asal yang diberikan pada window ini. Jika pengisian sudah lengkap dan sesuai dengan kebutuhan pembuatan skema rangkaian, perlu dilakukan penekanan tombol Finish. Contoh tampilan window ini dapat dilihat pada gambar 4.3. Beberapa saat kemudian akan aktif window Design Architect IC.

4.2 Persiapan Design Architect IC

19

Gambar 4.3: Pengisian Nama Cell dan Jenisnya

4.2

Persiapan Design Architect IC

Persiapan Design Architect IC diperlukan guna menyediakan keadaan fasilitas Design Architect IC agar sesuai dengan kebutuhan pembuatan skema rangkaian. Disamping itu juga memberikan kenyamanan bagi penggunanya dalam pekerjaan pembuatan skema rangkaian. Beberapa hal diantaranya yang perlu diperhatikan dalam persiapan ini adalah : 1. Pengaturan window Design Architect IC. Perlu dipersiapkan Design architect IC dengan mengatur senyaman mungkin terhadap posisi window, ukuran window, posisi toolbar maupun palette dan lain-lain. 2. Pengaturan skala grid. Hal ini dapat dilakukan dengan menerapkan nilai skala grid yang mempunyai kelipatan se-per-sekian dari ukuran komponen rangkaian yang akan dibuat. Tujuannya adalah untuk memudahkan dalam meletakkan komponen dan menghubungkannya satu dengan yang lain. 3. Penyediaan library. Pada window Design Architect IC disediakan sarana yang memudahkan dalam menentukan library komponen elektronik yang akan diterapkan pada skema rangkaian. Hal ini dapat dilakukan dengan menekan tombol Show/Hide Library pallete pada sisi kiri window agar pallete library selengkapnya dapat tampil disisi kanan. Bentuk tombol ini diperlihatkan pada gambar 4.4.

20


Gambar 4.4: Tombol Show/Hide Library Pallete

4.3

Pembangunan Skema Rangkaian

Pada bagian ini dijelaskan langkah-langkah dalam pembangunan skema rangkaian yang dipaparkan secara detil. Berdasarkan teori yang dijelaskan pada bab 1, rangkaian Inverter terbangun dari dua transistor CMOS, yaitu PMOS dan NMOS. Guna memudahkan pemahaman, bagian ini menyediakan panduan rangkaian Inverter seperti ditampilkan pada gambar 4.5 yang dijadikan sebagai acuan untuk penjelasan berikutnya.

Gambar 4.5: Skema Rangkaian Inverter Tahapan yang digunakan dalam pembangunan skema rangkaian sangat bervariasi tergantung kepada gaya atau cara pengguna dalam melakukan penggambaran skema rangkaian. Walaupun demikian, berikut ini dijelaskan cara melakukan proses penggambaran dengan pendekatan yang mudah dan praktis untuk dilakukan. Proses ini dijelaskan menggunakan tahap-tahap sebagai berikut : 1. Pengaktifan fasilitas HIT-Kit yang disediakan oleh AMS. Hal ini di-

4.3 Pembangunan Skema Rangkaian

21

lakukan dengan menekan tombol HIT-Kit Utilities pada pallete ic library. Tombol ini ditampilkan pada gambar 4.6.

Gambar 4.6: Tombol HIT-Kit Utilities 2. Pengaktifan dan pencarian komponen-komponen yang disediakan oleh AMS. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol devices pada pallete AMS Library. Tombol ini ditampilkan pada gambar 4.7.

Gambar 4.7: Tombol Devices 3. Pengaktifan pemilihan library pmos4. Dilakukan dengan menekan pointer pada MOS dan memilih pmos4 lalu menekan tombol pmos4 tersebut. Hal ini diperlihatkan pada gambar 4.8. 4. Anda dihadapkan pada pengisian nama Transistor Devices seperti terlihat pada gambar 4.9. Pada pengisian ini, Instance Name dapat dibiarkan seperti nama asalnya, yaitu m 1 kemudian menekan tombol OK.

22


Gambar 4.8: Tombol MOS untuk pmos4

Gambar 4.9: Nama Transistor PMOS4 5. Peletakan library komponen pmos4 ke area kerja. Hal ini dilakukan dengan menggerakkan mouse agar simbol pmos4 dapat diletakkan pada area Schematic. Selanjutnya dilakukan penekanan tombol mouse kiri bila sudah sesuai dengan posisinya. 6. Peletakan library komponen nmos4 ke area kerja. Hal ini dapat dilakukan dengan cara yang sama seperti yang dilakukan untuk pmos. Hanya saja pemilihannya adalah nmos4 dengan memberikan Instance Name dengan nilai m 2. 7. Pengembalian posisi tombol ke keadaan sebelumnya. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol >>> back <<< pada pallete Devices untuk kembali ke palette AMS Library. Tombol ini ditampilkan pada gambar 4.10. 8. Pengaktifan pencarian dan pemilihan komponen yang disediakan oleh Mentor GraphicsT M . Hal ini dilakukan dengan menekan tombol MGC Library pada palette AMS Library. Tombol ini ditampilkan pada

4.3 Pembangunan Skema Rangkaian

23

Gambar 4.10: Tombol Back gambar 4.11.

Gambar 4.11: Tombol MGC Library 9. Pengaktifan pencarian komponen generic dengan menekan tombol Generic Lib pada palette ic library. Tombol ini ditampilkan pada gambar 4.12.

Gambar 4.12: Tombol Generic Lib 10. Penempatan komponen VDD. Hal ini dilakukan dengan menekan simbol VDD dan menggerakkan kursor sampai simbol VDD diatas pmos4. Kemudian menekan tombol mouse kiri untuk meletakkan VDD sesuai pada lokasinya. 11. Penempatan komponen Ground. Hal ini dilakukan dengan menekan simbol Ground dan menggerakkan kursor sampai simbol Ground dibawah nmos4. Kemudian menekan tombol mouse kiri untuk meletakkan Ground sesuai pada lokasinya. 12. Penempatan komponen Portin. Hal ini dilakukan dengan menekan simbol Portin dan menggerakkan kursor sampai simbol Portin disebelah kiri pmos4 dan nmos4. Kemudian menekan tombol mouse kiri untuk meletakkan Portin sesuai pada lokasinya.

24


13. Penempatan komponen Portout. Hal ini dilakukan dengan menekan simbol Portout dan menggerakkan kursor sampai simbol Portout disebelah kanan pmos4 dan nmos4. Kemudian menekan tombol mouse kiri untuk meletakkan Portout sesuai pada lokasinya. 14. Pengubahan nama port agar sesuai dengan fungsinya. Dalam panduan gambar 4.5 ditunjukkan bahwa nama portin dan portout perlu diganti menjadi nama baru Input dan Output. Hal ini dapat dilakukan dengan menggerakkan kursor pada simbol Portin lalu menekan tombol mouse kiri untuk memilihnya. Jika sudah terpilih, ditandai dengan garis putus-putus, menekan tombol mouse kanan untuk memilih properties. Selanjutnya menekan pointer Properties lalu menekan Change Text Values.... Cara ini diperlihatkan pada gambar 4.13.

Gambar 4.13: Menu Ubah Nama Port Anda dihadapkan pada pengisian nama port. Anda dapat mengisi Text Value dengan Input dan Output. Kemudian menekan tombol OK. Pengisian ini ditampilkan pada gambar 4.14.

Gambar 4.14: Pengisian Nama Port Agar dapat dipasang namanya, perlu menekan tulisan NET pada Portin selanjutnya menekan tulisan NET pada Portout.

4.4 Pengecekan dan Penyimpanan

25

15. Pembuatan hubungan simbol-simbol komponen pada area kerja Schematic menggunakan wire. Hal ini diaktifkan dengan menekan simbol Add Wire seperti diperlihatkan pada gambar 4.15.

Gambar 4.15: Tombol Add Wire Cara menghubungkan disesuaikan dengan panduan gambar 4.5. Anda dapat menghubungkan wire catu daya VDD dengan Source pmos4, menghubungkan Drain nmos4 dengan Ground. Demikian juga wire untuk input yaitu dengan menghubungkan Gate pmos4 dengan Gate nmos4, selanjutnya menghubungkan pula dengan Portin. Wire untuk output dihubungkan dari Drain pmos4 dengan Source nmos4, lalu menghubungkan pula dengan Portout. Sementara wire substrate dilakukan dengan menghubungkan Source pmos4 dengan substrate pmos4 serta menghubungkan Drain nmos4 dengan substrate nmos4. 16. Penghilangan pemilihan komponen. Hal ini dilakukan dengan cara menekan sembarang lokasi kosong untuk tidak memilih simbol apapun di area Schematic.

4.4 4.4.1

Pengecekan dan Penyimpanan Pengecekan

Pengecekan skema rangkaian selayaknya sering dilakukan guna memperoleh informasi ada tidaknya kesalahan dalam pembuatan skema rangkaian. Pengecekan ini biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya kesalahan dalam keterhubungan antar simbol komponen elektronik yang digunakan pada skema rangkaian. Disamping itu juga untuk mengetahui apakah sudah benar-benar sesuai dengan aturan pembuatan skema rangkaian yang diterapkan di dalam Mentor GraphicsT M , sehingga hasil akhir skema rangkaian dapat dijamin kebenarannya. Cara menjalankan pengecekan skema rangkaian dilakukan dengan menekan menu File lalu memilih Check Schematic dan menekan pilihan tersebut. Menu ini diperlihatkan pada gambar 4.16. Salah satu contoh window hasil pengecekan ditampilkan pada gambar 4.17.

26


Gambar 4.16: Menu Check Schematic

Gambar 4.17: Contoh Hasil Pengecekan Skema Rangkaian Nilai error sama dengan 0 mengindikasikan bahwa hasil pengecekan adalah benar. Akan tetapi jika ditemukan nilai error bukan 0, maka perlu memperbaiki skema rangkaian pada bagian yang menimbulkan error. Jika ditemukan nilai warning bukan 0, untuk sementara ini dapat diabaikan. Perbaikan untuk masalah warning akan dibahas pada buku seri Mentor GraphicsT M berikutnya. Untuk menutup window pesan error ini dapat dilakukan dengan menekan click and drag dan memilih Close pada tombol pojok kiri atas window pesan hasil pengecekan tersebut. Menu ini diperlihatkan pada gambar 4.18.

4.5 Latihan

27

Gambar 4.18: Menu Close Window

4.4.2

Penyimpanan

Penyimpanan hasil kerja diharapkan selalu atau sering dilakukan. Hal ini diterapkan guna menjaga hal-hal yang tidak diinginkan seperti hilangnya hasil kerja akibat dari matinya komputer secara tidak wajar yang tidak diduga sebelumnya. Cara penyimpanan hasil kerja dilakukan dengan menekan menu File lalu menekan Save Sheet atau Save Sheet As... agar menjadi nama sheet yang berbeda. Menu ini tampak pada gambar 4.16.

4.5

Latihan

Agar pemahaman di dalam pembuatan skema rangkaian pada Mentor GraphicsT M lebih mendalam, serta peningkatan ketrampilan dalam penggunaannya, berikut ini disediakan soal-soal untuk digunakan sebagai latihan. Anda bisa mengerjakan soal-soal berikut menggunakan panduan waktu yang disediakan. Soal-soal ini sebagai berikut : 2 Menit : Apakah jenis view yang dapat digunakan untuk membuat skema rangkaian ? 3 Menit : Berapakah nilai grid window Design Architect IC yang biasa diterapkan untuk membuat skema rangkaian sehingga nyaman digunakan ? 3 Menit : Dapatkah pembuatan skema rangkaian mengambil library dan menerapkannya dari beberapa jenis teknologi yang berbeda ? 5 Menit : Bagaimana cara mengubah nilai panjang dan lebar PMOS4 dan NMOS4 pada skema rangkaian yang sedang dikerjakan ?

28


2 Menit : Bagaimana cara menyimpan dan mengecek sekaligus terhadap skema rangkaian yang sedang dikerjakan ? 30 Menit : Buatlah skema rangkaian yang membentuk gerbang NAND 2 masukan dan NOR 2 masukan menggunakan device CMOS dari library AMS C35B4.

Bab 5 SIMULASI SKEMA RANGKAIAN Simulasi digunakan untuk melihat sistem sinyal yang terjadi pada rangkaian. Dalam rangka menjalankan simulasi, perlu disiapkan beberapa hal sebagai berikut : 1. Skema rangkaian yang benar sesuai dengan kaidah pembuatan skema rangkaian dan telah dilakukan pengecekan serta tidak memiliki error. 2. Penyediaan sumber daya bagi skema rangkaian secara keseluruhan terutama sinyal input, baik arus ataupun tegangan. Sumber daya yang diterapkan harus disesuaikan dengan jenis analisis yang akan dilakukan. Penyediaan sumber daya ini dapat disiapkan dalam bentuk catu daya AC, DC ataupun komponen pembangkit sinyal atau Sensor. 3. Pembuatan ViewPoint. ViewPoint adalah bentuk lain dari hasil transformasi spice yang khusus disiapkan untuk proses simulasi. 4. Pengaturan parameter simulasi dan eksekusi simulasi agar diperoleh data-data simulasi. Proses eksekusi akan melakukan penyimpanan data-data ke dalam database yang khusus untuk kepentingan simulasi. 5. Analisis terhadap hasil simulasi. Hal ini lebih banyak dilakukan untuk melihat apakah skema rangkaian yang dibuat sesuai dengan kebutuhan.

5.1

Penyediaan Catu Daya

Bagian ini menjelaskan tentang bagaimana cara menambahkan catu daya ke skema rangkaian. Dalam buku ini, akan diterapkan skema rangkaian In-

30

SIMULASI SKEMA RANGKAIAN

verter yang dibuat pada bab 4 tentang Pembuatan Skema Rangkaian dan ditambahkan sumber catu daya DC untuk diberikan kepada Input rangkaian tersebut. Penambahan catu daya harus mengikuti teori-teori yang berlaku bagi pembuatan rangkaian elektronika. Untuk itu, penjelasan berikutnya akan mengacu kepada teori arus dan tegangan yang berlaku sampai saat ini. Sedangkan langkah yang perlu dilakukan untuk memodifikasi skema rangkaian Inverter adalah sebagai berikut : 1. Penambahan dua buah catu daya DC seperti tampak pada gambar 5.1.

Gambar 5.1: Skema Catu Daya dan Rangkaian Inverter Hal ini dilakukan dengan menggunakan MGC Library dan mengambil Source Lib. Mengubah nilai DC menjadi 3.3 Volt. 2. Penambahan VDD dan Ground selanjutnya meletakkannya sesuai dengan posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar 5.1. 3. Penambahan Portin dan meletakkannya sesuai dengan posisi seperti yang diperlihatkan pada gambar 5.1. 4. Pengecekan dan penyimpanan hasil kerja segera dilakukan jika tidak ditemukan error.

5.2 Pembuatan View Point

5.2

31

Pembuatan View Point

Dalam pembuatan View Point, dapat dengan mudah dilakukan dengan memilih menu HIT-Kit Utilities dan memilih Create ViewPoint dan menekan tombol mouse kiri. Anda akan dihadapkan pada isian DVE. Menu ini ditampilkan pada gambar 5.2.

Gambar 5.2: Menu Create Viewpoint Pengisian path dilakukan dengan menekan tombol Navigator dan memberikan isinya sesuai lokasi nama Cell yang dibuat sebelumnya, dalam hal ini adalah Inverter. Contohnya adalah : / home / uul / Latihan01.proj / ams.libraries / TECH C35B4 lib / default.group / logic.views / Perlu diperhatikan bahwa Inverter harus ditekan agar aktif terpilih dan selanjutnya menekan tombol OK. Hal ini diperlihatkan pada gambar 5.3.

Gambar 5.3: Pengisian Path Selanjutnya, perlu juga diperhatikan bahwa Technology Name harus terpilih C35B4 dan Viewpoint Level terpilih Device. Selanjutnya dilakukan penekanan tombol OK pada window DVE. Pemilihan ini ditampilkan pada gambar 5.4. Hasil pembuatan View Point akan dilaporkan dalam bentuk pesan Log. Hasil yang berhasil diindikasikan dengan tulisan Viewpoint creation finished!

32


Gambar 5.4: Window DVE pada window Log disisi bawah, jika ternyata tidak demikian, maka harus mengulangi langkah pembuatan View Point kembali. Contoh pesan keberhasilan diperlihatkan pada gambar 5.5.

Gambar 5.5: Pesan Hasil Pembuatan Viewpoint

5.3

Pengaturan Parameter Simulasi

Parameter simulasi merupakan data-data inisial awal yang digunakan untuk menjalankan simulasi. Nilai dan jenis parameter yang akan digunakan perlu disesuaikan dengan kebutuhan analisis. Pada bagian ini akan dijelaskan bagaimana cara mengatur parameter simulasi yang ditujukan untuk melihat sinyal input berupa perubahan nilai sinyal DC dari -3.3 Volt sampai dengan 3.3 Volt serta sinyal output yang dihasilkan dari rangkaian Inverter dari sudut pandang besaran tegangan. Hal ini dimaksudkan agar dapat dilakukan analisis terhadap perubahan tegangan DC yang dihasilkan oleh Inverter. Pada Design Architect IC, pengisian parameter simulasi dilakukan di dalam lingkungan mode simulasi. Untuk memasuki mode simulasi perlu menekan tombol Enter Simulation Mode pada toolbar sisi kiri seperti terlihat pada gambar 5.6. Ketika dihadapkan pada window Entering Simulation Mode seperti ditampilkan pada gambar 5.7, cukup memilih vpt c35b4 device lalu menekan

5.3 Pengaturan Parameter Simulasi

33

Gambar 5.6: Tombol Masuk Mode Simulasi tombol OK. vpt c35b4 device adalah View Point yang dihasilkan pada sub bab sebelumnya. View Point ini merupakan hasil transformasi dari bentuk spice skema rangkaian Inverter dan akan menjadi bahan utama untuk kepentingan analisis simulasi tegangan DC.

Gambar 5.7: Memasuki Mode Simulasi Setelah menentukan View Point yang digunakan, anda akan dihadapkan pada window Viewpoint. Window ini merupakan area kerja untuk simulasi. Setiap perubahan jenis analisis maupun parameternya dilakukan melalui area kerja ini. Untuk memasukkan parameter simulasi sesuai dengan tujuan analisis seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, yaitu analisis output tegangan DC, perlu dilakukan beberapa pengisian data parameter simulasi. Pengisian ini dijelaskan dalam tahap-tahap berikut ini : 1. Pengaktifan model simulasi. Hal ini dilakukan dengan menekan menu HIT-Kit Utilities dan menekan tombol Set Simulation Models. Menu ini tampak pada gambar 5.8. Anda akan dihadapkan pada window Model Parameter Selection. Untuk menyederhanakan pemahaman, sementara semua parameter dipilih typical. Penjelasan detil dari setiap pengertian parameter pada

34


Gambar 5.8: Menu Set Simulation Models window ini dijelaskan pada buku seri Mentor GraphicsT M berikutnya. Setelah terisi semua maka selanjutnya menekan tombol OK. Contoh pengisian ini tampak pada gambar 5.9.

Gambar 5.9: Pemilihan Parameter Model Simulasi 2. Pengecekan library model simulasi yang diterapkan untuk proses simulasi. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Lib/Temp/Inc pada palette schematic sim. Cara pengecekan ini dipandu dengan tombol seperti tampak pada gambar 5.10.

Gambar 5.10: Tombol untuk Pengecekan Library Model Simulasi Jika tertera 5 buah library model simulasi yang tertulis pada window Set Library Paths seperti terlihat pada gambar 5.11 maka dilan-


35

jutkan dengan menekan tombol OK. Hal ini menandakan bahwa pengecekan telah berhasil dan selesai dilakukan. Namun jika sebaliknya, maka perlu mengaktifkan model simulasi seperti yang dijelaskan pada tahap sebelumnya.

Gambar 5.11: Pengecekan Library Model Simulasi 3. Penentuan parameter Analisis. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Analyses... pada palette schematic sim. Gambar 5.12 menunjukkan tombol ini.

Gambar 5.12: Tombol Analyses Pada saat window Setup Simulation Analysis aktif, perlu mengaktifkan checkbox DC agar terisi pilihannya. Lalu menekan tombol setup di sebelahnya seperti terlihat pada gambar 5.13. Ketika window Setup DC Analysis sudah aktif, perlu dilakukan pengisian data-data awal parameter simulasi yang disesuaikan dengan tujuan semula yaitu untuk analisis tegangan DC dari -3.3 Volt sampai 3.3 Volt. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol radio bagian

36


Gambar 5.13: Pemilihan Analisis pada Simulasi Source. Selanjutnya memilih Voltage Source V2, mengisi Start Voltage -3.3 dan Stop Voltage 3.3 dan akhirnya menekan tombol OK. Langkah ini dipandu menggunakan gambar 5.14. Ketika kembali ke window Setup Simulation Analysis, cukup dilakukan penekanan tombol OK. Perlu diperhatikan bahwa jika tidak terlihat tombol OK pada window ini, maka perlu melakukan penggeseran bar window sisi kanan. 4. Penyimpanan data hasil simulasi. Pada saat window Viewpoint vpt c35b4 device sudah tampil kembali, langkah selanjutnya mengaktifkan pemilihan kedua buah wire pada bagian Input dan Output dengan cara selalu menekan tombol Ctrl pada keyboard dan menekan wire Input dan Output. Hal ini dapat juga dilakukan dengan cara click and drag. Hasilnya tampak seperti pada gambar 5.15. Selanjutnya menekan tombol Wave Outputs pada palette schematic sim dan menekan pilihan Save.... Hal ini dimaksudkan untuk meny-


37

Gambar 5.14: Pengisian Parameter Analisis DC

Gambar 5.15: Pemilihan obyek wire Input dan Output impan data-data tegangan DC dari sinyal yang terjadi pada kedua wire Input dan Output. Tombol untuk melakukan hal ini tampak pada gambar 5.16.

Gambar 5.16: Tombol Save untuk data Simulasi Anda akan dihadapkan pada window Setup Outputs Options. Window ini memberikan pilihan sifat sinyal yang perlu disimpan. Pemil-

38

SIMULASI SKEMA RANGKAIAN ihan harus didasarkan kepada tujuan analisis seperti yang dijelaskan sebelumnya. Sementara ini, penyimpanan data hanya dilakukan pada sifat sinyal yang memiliki besaran tegangan saja. Untuk itu dilakukan pemilihan tabsheet All Signals dan memberikan checklist pada Voltages, selain itu dihilangkan checklistnya. Hal ini tampak seperti pada gambar 5.17.

Gambar 5.17: Pengaturan Parameter Simulasi Semua Sinyal Selanjutnya dilakukan pemilihan tabsheet Selected Components dan perlu dipastikan bahwa pilihan Save tertuju pada Voltage dan plot items? terdapat checklistnya. Hal ini menandakan bahwa data yang akan disimpan dan ditampilkan dalam bentuk grafik hanya data yang terjadi pada komponen yang terpilih yaitu wire Input dan Output. Selanjutnya menekan tombol OK pada window tersebut. Pemilihan ini sama seperti ditampilkan pada gambar 5.18.

Gambar 5.18: Pengaturan Parameter Simulasi Jalur Terpilih Anda akan dihadapkan pada window Setup Difference Plot. Pada window ini diberi peluang untuk memilih cara menampilkan data dalam bentuk grafik. Untuk sementara ini cukup dengan memilih Individually lalu menekan tombol OK. Pemilihan ini tampak pada gambar 5.19.

5.4 Eksekusi Simulasi

39

Gambar 5.19: Pengaturan Cara Menampilkan Hasil Simulasi

5.4

Eksekusi Simulasi

Untuk menjalankan simulasi, perlu diperhatikan kelengkapan pengisian parameter simulasi sesuai dengan tujuan analisisnya. Jika pengisian parameter telah dilakukan dengan lengkap dan benar sesuai kaidah yang berlaku untuk skema yang dibuat, anda dapat langsung menjalankan simulasi dengan menekan tombol Run ELDO pada palette schematic sim. Tombol ini tampak pada gambar 5.20.

Gambar 5.20: Tombol Simulator ELDO Anda akan memperoleh hasil 2 window pesan Netlisting design dan Simulating design. Pesan ini perlu diperhatikan dengan teliti, dibaca dan dipahami agar tidak terjadi kesalahan persepsi. Jika ditemukan tulisan ∗ ∗ ∗ > Current simulation completed pada window Simulating design maka anda telah memiliki data-data hasil simulasi. Jika tidak, diperlukan perbaikan terhadap parameter yang telah diisi sebelumnya. Contoh hasil eksekusi Netlist dan simulator ELDO tampak pada gambar 5.21 dan 5.22. Sangat penting untuk diperhatikan bahwa bilamana dilakukan perbaikan terhadap skema rangkaian, maka harus melakukan pembuatan View Point

40


Gambar 5.21: Pesan Hasil Netlisting

Gambar 5.22: Pesan Hasil Simulasi sebelum proses simulasi dikerjakan. Hal ini dimaksudkan agar proses simulasi menggunakan bahan utama View Point sesuai dengan skema rangkaian yang dibuat. Namun bilamana perubahan hanya dilakukan pada perubahan nilainilai parameter simulasi, maka tidak perlu melakukan pembuatan View Point lagi.

5.5

Penayangan Hasil Simulasi

Untuk melihat data-data hasil simulasi, dalam hal ini diperlukan untuk proses analisis sinyal Inverter, dapat dilakukan dengan menekan tombol

5.5 Penayangan Hasil Simulasi

41

View Waves pada palette schematic sim dan selanjutnya memilih dan menekan tombol New Window. Cara ini dilakukan seperti tampak pada gambar 5.23.

Gambar 5.23: Tombol untuk Menampilkan Hasil Simulasi Anda akan ditampilkan hasil pola sinyal pada window baru yaitu EZwave. Bentuk hasil simulasi ditayangkan dalam bentuk grafik sesuai dengan parameter yang diisi pada sub bab sebelumnya. Hal ini terlihat pada gambar 5.24.

Gambar 5.24: Tampilan Hasil Simulasi

42


Window EZwave digunakan untuk menampung data sekaligus menampilkannya dalam bentuk grafik hasil-hasil simulasi. Tentunya untuk kepentingan analisis sinyal yang dihasilkan dari skema rangkaian yang dibuat, baik pada project Latihan01 ini maupun untuk project lainnya. Tampak bahwa pada gambar 5.24 terlihat adanya perubahan besar tegangan output dari rangkaian Inverter dengan slope yang halus. Agar nyaman untuk dilakukan analisis, selayaknya perlu dilakukan pengaturan posisi window EZwave dan ukurannya untuk melihat hasil grafik agar diperoleh tampilan yang sesuai dengan kebutuhan. Penggunaan secara detil dan pengaturan konfigurasi window EZwave dijelaskan pada buku seri Mentor GraphicsT M berikutnya.

5.6

Variasi Analisis pada Simulasi

Analisis dapat dilihat dari berbagai sudut pandang. Di dalam Mentor GraphicsT M telah disediakan berbagai cara dalam melakukan analisis terhadap suatu skema rangkaian. Diantaranya adalah analisis AC, DC, Noise dan lain-lain. Agar lebih memahami lebih luas tentang analisis simulasi, berikut ini dijelaskan cara melakukan analisis Transient terhadap skema rangkaian Inverter dengan memberikan sinyal input berupa deretan pulsa. Anda perlu mempelajari kembali pada bab 4 tentang Pembuatan Skema Rangkaian jika anda belum melakukannya. Langkah-langkah dalam melakukan analisis Transient untuk skema rangkaian Inverter adalah sebagai berikut : 1. Perlu dipastikan bahwa Viewpoint Inverter telah dibuat di dalam window Design Architect IC dan berada pada mode Simulasi. 2. Pengisian parameter analisis transient. Hal ini dilakukan dengan mengaktifkan window Setup Simulation Analysis dengan cara menekan tombol Analyses... pada palette schematic sim. Selanjutnya mengaktifkan pilihan checkbox Transient dan menekan tombol setup di sebelah kanannya. Pada window Setup Transient Analysis seperti tampak pada gambar 5.25, perlu diberikan nilai pada Output Start Time (TSTART) dengan 0 dan Stop Time (TSTOP) dengan 500N. Kedua waktu ini menunjukkan rentang waktu yang akan ditampilkan pada grafik hasil simulasi yaitu dari 0 sampai 500 nano detik. Sementara isian lain dihilangkan dan perlu dipastikan bahwa tombol radio IC telah terpilih. Selanjutnya menekan tombol OK. Jika kembali

5.6 Variasi Analisis pada Simulasi

43

ke window Setup Simulation Analysis, maka menekan tombol OK untuk mengakhiri pengisian parameter simulasi ini.

Gambar 5.25: Pengisian Parameter Analisis Transient 3. Pemasangan sumber sinyal khusus untuk Input. Hal ini dapat dilakukan dengan menerapkan Forces. Untuk melakukan hal ini, perlu memilih jalur (wire) Input, click and drag jalur tersebut pada window ViewPoint (vpt c35b4 device) untuk skema rangkaian Inverter sehingga akan tampak garis putus-putus. Selanjutnya menekan tombol Forces pada palette schematic sim dan menekan tombol Add.... Menu penambahan sumber daya Force ditampilkan pada gambar 5.26.

Gambar 5.26: Tombol Add Force 4. Pengisian parameter sumber sinyal Forces yang berupa Pulsa. Pada window Add Force, perlu diisi data-data berikut seperti ditunjukkan pada gambar 5.27 : • Name = FORCE Input • Signal = Input

44

SIMULASI SKEMA RANGKAIAN • Forcing = Voltage (Mengaktifkan tombol radionya) • Reference Net = GROUND • Source Type = PULSE (Memilih dan menekan tabsheet PULSE) • Initial Value (V/A) = 0 • Pulsed value (V/A) = 3.3 • Delay (s) = 0 • Rise Time (s) = 1e-9 • Fall Time (s) = 1e-9 • Mengaktifkan tombol radio Width/Period • Pulse Width (s) = 50e-9 • Period (s) = 100e-9

Gambar 5.27: Pengisian Parameter Pulsa Perlu diperhatikan bahwa definisi tersebut akan diterapkan untuk input rangkaian Inverter. Sehingga bilamana perlu dicek apakah sudah sesuai

5.6 Variasi Analisis pada Simulasi

45

dengan kebutuhan atau tidak. Pengecekan pulsa ini dapat dilakukan dengan menekan tombol View in EZWave agar dapat dilihat bentuk dan besarannya. Jika data yang diisikan sudah sesuai, selanjutnya menekan tombol OK. Jika anda mendapat pesan bahwa Pulsa akan menimpa sumber tegangan yang sudah ada seperti tampak pada gambar 5.28, cukup menekan tombol Yes. Hal ini menyatakan bahwa sumber tegangan DC V2 akan dinonaktifkan sehingga tidak berpengaruh kepada rangkaian Inverter.

Gambar 5.28: Pesan Menonaktifkan Sumber Daya DC V2 Dapat diperhatikan pada gambar 5.29, tampak bahwa sumber tegangan DC V2 diberi tanda NULL yang berarti tidak mempunyai nilai apapun dan jalur Input diberi simbol baru berupa lingkaran yang mewakili Force. Pada jalur inilah pulsa diberikan untuk rangkaian Inverter.

Gambar 5.29: Pemilihan Jalur, NULL dan Simbol FORCE 5. Penyediaan object yang akan diambil data-data simulasi yang selanjutnya dimasukkan ke dalam database simulasi. Hal ini akan diterapkan

46

SIMULASI SKEMA RANGKAIAN pada bagian Input dan Output skema rangkaian Inverter. Untuk melakukan hal ini, cukup dengan menekan bagian jalur input dan output atau dengan cara click and drag. Anda dapat juga menggunakan tombol Ctrl pada keyboard untuk memudahkan dalam memilih object lebih dari satu. Hasil pemilihan ini terlihat pada gambar 5.29. Perlu dipastikan bahwa jalur yang terpilih akan menampakkan garis putus-putus. 6. Pengisian parameter jenis analisis simulasi. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Wave Outputs pada palette schematic sim lalu menekan tombol Save. Pada window Setup Outputs Options, perlu dihilangkan pilihan Current pada tabsheet All Signals dan selanjutnya menekan tabsheet Selected Advanced. Perlu dipastikan bahwa Analysis Type mengaktifkan TRAN dan Display FFT Result mengaktifkan Mag. Selanjutnya menekan tombol OK. Pengisian ini ditampilkan pada gambar 5.30.

Gambar 5.30: Pengisian Parameter Jenis Hasil Analisis Simulasi Pada window Setup Difference Plot, cukup dipilih jenis plot pada tombol radio Individually lalu menekan tombol OK. 7. Eksekusi simulasi dengan menekan tombol Netlist dan atau Run ELDO pada palette schematic sim untuk dapat memperoleh data-data simulasi. Perlu diperhatikan hasilnya apakah masih terdapat error atau tidak. Jika masih terdapat error maka anda perlu memperbaiki rangkaian atau memperbaiki sumber sinyal seperti yang dijelaskan pada bab sebelumnya.

5.7 Latihan

47

8. Penayangan hasilnya agar dapat dilakukan analisis dengan menekan tombol View Wave dan menekan New Window atau Overlay. Salah satu contoh hasil penayangan simulasi ini tampak pada gambar 5.31.

Gambar 5.31: Hasil Simulasi Inverter menggunakan Pulsa

5.7

Latihan

Agar pemahaman di dalam simulasi skema rangkaian pada Mentor GraphicsT M lebih mendalam, serta peningkatan ketrampilan dalam penggunaannya, berikut ini disediakan soal-soal untuk digunakan sebagai latihan. Anda bisa mengerjakan soal-soal berikut menggunakan panduan waktu yang disediakan. Soal-soal ini sebagai berikut : 3 Menit : Apakah View Point itu ? 3 Menit : Mengapa pemberian nilai parameter catu daya untuk simulasi sebesar 3.3 Volt, bukan 5 Volt ? 5 Menit : Berapakah nilai tegangan masukan yang diberikan untuk inverter ketika sinyal (tegangan) keluarannya mulai berubah dari tinggi ke rendah serta rendah ke tinggi ? 2 Menit : Akibat dari apakah NULL terjadi pada komponen DVE yang sedang aktif ?

48


10 Menit : Bagaimana cara memperlihatkan hasil simulasi dari selisih tegangan masukan dan tegangan keluaran pada skema rangkaian inverter ? 10 Menit : Bagaimana cara memperlihatkan hasil simulasi berupa perbedaan fase dari sinyal masukan dan sinyal keluaran pada skema rangkaian inverter ? 20 Menit : Buatlah grafik hasil simulasi terhadap rangkaian inverter dengan menggunakan sumber sinyal masukan segitiga sinusoidal. 45 Menit : Buatlah grafik hasil simulasi terhadap rangkaian NAND 2 masukan dan NOR 2 masukan dengan menggunakan sumber sinyal masukan tegangan DC konstan untuk masukan pertama dan sinusoidal untuk masukan kedua.

Bab 6 PEMBUATAN LAYOUT Bagian ini akan menjelaskan cara pembuatan Layout yang mengacu kepada skema rangkaian Inverter yang telah dipaparkan pada bab sebelumnya. Technology beserta aturannya menggunakan library dari AMS. Jika anda belum mengetahui aturan tersebut, anda dapat mempelajarinya pada dokumen aturan pembuatan Layout yang diterbitkan oleh AMS di http://asic.austriamicrosystems.com. Sebagian informasi aturan ini tercantum di lampiran. Layout dibuat di dalam fasilitas IC Station. Hal ini dapat dilakukan dengan mempersiapkan IC Station agar dapat digunakan dengan nyaman dan selanjutnya menggambar Layout.

6.1

Penyiapan IC Station

Untuk mengaktifkan IC Station, digunakan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pengaktifan AMS IC Studio. Jika belum aktif, cukup menjalankannya dengan menggunakan perintah baris seperti dijelaskan pada bab 2 tentang Persiapan. 2. Penentuan rumpun layout ke dalam cell Inverter. Contoh yang dijelaskan di sini, rumpun layout yang akan dibuat juga merupakan bagian dari cell Inverter. Hal ini dilakukan dengan mengaktifkan pemilihan direktori TECH C35B4 pada window Library yang ada di IC Studio. Hasilnya akan tampak beberapa disain Cell. Dalam buku ini akan menggunakan contoh Cell Inverter yang dibuat pada bab sebelumnya.

50

PEMBUATAN LAYOUT Jika belum terlihat cell Inverter, perlu dilakukan penekanan menu Edit kemudian menekan Refresh. Cara ini ditunjukkan pada gambar 6.1.

Gambar 6.1: Menu Refresh Jika masih belum terlihat, sebaiknya perlu diulangi langkah pembuatan cell tersebut seperti dijelaskan pada bab 4 tentang Pembuatan Skema Rangkaian. 3. Pengecekan ketersediaan skema rangkaian. Hal ini digunakan untuk mengetahui apakah tersedia skema rangkaian yang akan dibuat layoutnya. Cara pengecekan dilakukan dengan menekan cell Inverter pada window Cell. Perlu dipastikan bahwa Cell Inverter telah memiliki Schematic pada window View. Cara ini ditunjukkan pada gambar 6.2.

Gambar 6.2: Cell Inverter 4. Pembuatan View baru untuk layout. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol mouse kanan pada wilayah kosong di dalam window View, kemudian menekan New View seperti diperlihatkan pada gambar 6.3.

Gambar 6.3: Menu New View

6.1 Penyiapan IC Station

51

5. Pada window Create New View, nama Cell diisi dengan nama Inverter dan View Type dipilih Layout. Selanjutnya menekan tombol Finish. Hal ini ditampilkan pada gambar 6.4.

Gambar 6.4: Window Pengisian View dan Nama Layout Baru Beberapa saat kemudian akan aktif window IC Station. Window ini tampak pada gambar 6.5.

Gambar 6.5: Window IC Station

52

PEMBUATAN LAYOUT

6.2

Cara Pembuatan Layout

Bagian ini menjelaskan cara menggambar Layout yang bersumber dari skema rangkaian Inverter. Untuk memudahkan cara merancang Layout dan cepat dalam pemahamannya, telah disiapkan bentuk Layout seperti ditampilkan pada gambar 6.6 untuk dijadikan panduan pada penjelasan berikutnya.

Gambar 6.6: Layout Rangkaian Inverter Sebelum memulai proses penggambaran layout, perlu diperhatikan tentang trik yang sangat membantu dalam proses pembuatan layout. Terdapat dua trik penting yaitu : 1. Selalu berhati-hati dalam memilih object yang tersedia di area kerja layout. Sangat penting untuk sering menghilangkan pemilihan yang aktif terhadap komponen layout. hal ini dapat dilakukan dengan penekanan tombol mouse kanan dan menekan Unselect, lalu menekan All untuk menghilangkan pilihan saat itu jika dirasakan kesulitan dalam menentukan pilihan object. Selanjutnya dilakukan pilihan satu persatu. 2. Pengaturan kejelasan pandang komponen layout. Hal ini dilakukan dengan mengatur posisi zoom agar nyaman dan jelas dilihat dengan

6.2 Cara Pembuatan Layout

53

melakukan click and drag secara diagonal menggunakan tombol tengah mouse atau dapat juga dilakukan dengan menekan menu View lalu memilih dan menekan Zoom selanjutnya menekan In atau Out. Setelah persiapan diselesaikan dan window IC Station aktif, proses pembuatan Layout dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa langkah sebagai berikut : 1. Pengaktifan lapisan layout. Hal ini dilakukan dengan menekan menu Show LP untuk menampilkan berbagai lapisan-lapisan yang diperlukan dalam perancangan Layout. Menu ini dapat dilihat pada gambar 6.7.

Gambar 6.7: Menu Show LP 2. Penyajian fasilitas menu pembuatan layout. Hal ini dilakukan dengan menekan menu HIT-Kit Utilities lalu menekan AMS Devices. Menu ini tampak pada gambar 6.8.

Gambar 6.8: Menu AMS Devices 3. Penyediaan komponen layout PMOS. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol MOS pada palette AMS Devices seperti ditunjukkan pada gambar 6.9. Pada window tersebut, Width diisi dengan 0.4 dan Length diisi dengan 0.35. Pada bagian Mos Transistor Types dipilih pmos4 sedangkan Sequence dibiarkan isinya seperti nilai asalnya. Pengisian ini tampak pada gambar 6.10. Jika telah sesuai pengisiannya, dapat dilakukan penekanan tombol OK untuk menempatkannya pada area kerja. Hal ini dilakukan dengan

54

PEMBUATAN LAYOUT

Gambar 6.9: Tombol MOS

Gambar 6.10: Pengisian Parameter MOS menggerakkan kursor pada posisi area kerja dan menekan mouse kiri untuk menempatkannya sesuai dengan lokasinya. 4. Penyediaan komponen layout NMOS. Penyediaan komponen nmos4 dapat dilakukan dengan cara dan dengan nilai Width dan Length yang sama seperti pmos4. Kemudian menempatkan nmos4 dibawah pmos4. 5. Pembuatan POLY1 yang menghubungkan POLY pmos4 (GATE) dengan nmos4 (GATE). Hal ini dilakukan dengan menekan tombol mouse kanan pada wilayah kosong di area kerja Layout, menekan Add dan menekan Shape:. Menu ini diperlihatkan pada gambar 6.11. Kursor diposisikan pada POLY pmos4 (GATE) dan melakukan click and drag untuk membentuk persegi panjang menuju POLY nmos4 (GATE) dan tertempel kepadanya. 6. Pembuatan MET1 dengan ukuran width 0.5 yang disediakan untuk Input dan menempelkannya ke POLY1 untuk kedua pmos4 dan nmos4. Pembuatan MET1 juga dilakukan untuk SOURCE pmos4 agar dapat dihubungkan dengan VDD serta MET1 yang diperlukan DRAIN nmos4 untuk dihubungkan dengan Ground. Aturan lebar Metal dapat dilihat pada lampiran.


55

Gambar 6.11: Menu Add Shape 7. Pembuatan MET1 yang menghubungkan METAL pmos4 (DRAIN) dengan METAL nmos4 (SOURCE). Hal ini dilakukan dengan metode Path:. Cara ini dengan menekan mouse kanan di lokasi kosong pada area kerja Layout, menekan Add, menekan Path: seperti pada gambar 6.11. Ketika window dialog muncul disisi bawah, dilakukan penekanan tombol Options... pada window ADD PATH. Window dialog ini tampak pada gambar refgbr-5-12.

Gambar 6.12: Pilihan Option pada ADD PATH Untuk menempatkan MET1, dapat dilakukan dengan menekan MET1 pada bagian Choose one layer name dan mengisi 0.5 pada Width. Pilihan lain dibiarkan sesuai dengan nilai asalnya. Selanjutnya menekan tombol OK. Window pemilihan lapisan layout tampak pada gambar 6.13. MET1 perlu diatur supaya terhubung dengan METAL pmos4 dan nmos4. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi-fungsi move, baik vertical, horizontal, relative, notch dan lain-lain agar berhasil dalam menghubungkannya. Fungsi-fungsi ini tampak pada gambar 6.14. 8. Pembuatan konektor yang menghubungkan POLY1 dengan MET1 yang digunakan untuk Input. Hal ini dilakukan dengan menekan menu HIT-Kit Utilities lalu memilih dan menekan AMS Interconnect seperti tampak pada gambar 6.8. Pada palette AMS Interconnect dilakukan penekanan GB-Path seperti tampak pada gambar 6.15.

56

PEMBUATAN LAYOUT

Gambar 6.13: Window Pemilihan Lapisan Layout

Gambar 6.14: Menu Edit

Gambar 6.15: Tombol GB-Path Anda akan dihadapkan pada window GB. Width diisi dengan 0.5 dan tombol radio Contacts diaktifkan. Pilihan p1m1 pada Gb Types diaktifkan. Path Style dan Endstyle dibiarkan seperti nilai asalnya. Anda dapat melihat aturan pembuatan konektor pada lampiran. Jika sudah lengkap dapat dilakukan penekanan tombol OK. Pengisian ini tampak pada gambar 6.16. Posisi kursor diatur dan dilakukan click and drag pada lokasi koneksi antara POLY1 dan MET1. 9. Penyimpanan hasil disain perlu dilakukan dahulu. hal ini dijalankan


57

Gambar 6.16: Pengisian pada Window GB-Path dengan menekan simbol Save Cell seperti tampak pada gambar 6.17.

Gambar 6.17: Tombol Save Cell 10. Pengecekan Layout. Hasil disain ini dapat diterapkan dan diuji dengan pengecekan DRC. Hal ini dilakukan dengan menekan menu Checking dan menekan DRC (ICrules). Menu ini tampak pada gambar 6.18.

Gambar 6.18: Menu DRC (ICrules) Hasil pengecekan tampil pada window log di sisi bawah. Perlu diperhatikan nilai/jumlah error yang dihasilkannya. Contohnya tampak pada gambar 6.19.

Gambar 6.19: Contoh Hasil Pengecekan DRC IC Rules Pada contoh ini terlihat ada 23 error yang terjadi pada gambar layout yang sedang dikerjakan. Penjelasan detil tentang variasi jenis error disajikan pada buku seri Mentor GraphicsT M selanjutnya.

58

PEMBUATAN LAYOUT

11. Perbaikan layout akibat adanya error. Perbaikan Layout dilakukan satu persatu dengan menerapkan pengecekan berulang. Metode perbaikan ini menggunakan penekanan menu Checking dan DRC (ICrules) serta penekanan First Error dan Next Error seperti menu pada gambar 6.18. Hasilnya tampak pada window log di sisi bawah. Perbaikan dapat dilakukan baik menggunakan cara Add-Shape: maupun Add-Path:. Perbaikan ini dilakukan bila ditemukan permasalahan error yang tertulis pada pesan, seperti : (a) Jika terdapat kategori pesan ”Warning” atau ”ERC Warning”, untuk sementara ini dibiarkan tanpa perbaikan dahulu. Hal ini akan dibahas pada buku seri Mentor Graphics berikutnya. (b) Pesan NWELL HOT. Hal ini dibahas pada buku seri Mentor Graphics berikutnya. (c) Pesan Minimum density of POLY1 area, untuk sementara ini dibiarkan saja seperti apa adanya. Anda bisa mempelajarinya secara detil pada lampiran. (d) Pesan Minimum PPLUS spacing diperbaiki dengan penambahan PPLUS pada posisi yang ditunjukkan pada area kerja Layout. Aturan PPLUS ini dapat dilihat pada lampiran. (e) Pesan Missing FIMP layer diperbaiki dengan penambahan FIMP pada posisi yang ditunjukkan pada area kerja Layout. Aturan FIMP ini dapat dilihat pada lampiran. (f) Pesan Missing NLDD layer diperbaiki dengan penambahan NLDD pada posisi yang ditunjukkan pada area kerja Layout. Aturan NLDD ini dapat dilihat pada lampiran. 12. Pengaturan nama Pin masing-masing koneksi ke object luar agar dapat ditampilkan di Layout. Hal ini dilakukan dengan menekan menu Setup, memilih dan menekan IC.... Menu ini tampak pada gambar 6.20. Anda akan dihadapkan pada window Setup IC. Tombol radio Port/Pin Name Display harus diaktifkan pada posisi On. Jika telah dilaksanakan, selanjutnya dapat dilakukan penekanan tombol OK. Window ini tampak pada gambar 6.21. Penjelasan mengenai parameter lain pada window Setup IC akan disajikan pada buku seri Mentor GraphicsT M berikutnya. 13. Pemberian nama setiap koneksi Port. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol mouse kanan pada setiap MET1 untuk VDD, In-


59

Gambar 6.20: Menu IC

Gambar 6.21: Pengisian Parameter Setup IC put, Ground dan Output. Selanjutnya diberi nama dengan cara menekan MET1 pada bagian VDD dengan nama VVdd, bagian Input dengan nama Input, bagian Ground dengan nama VVss, bagian Output dengan nama Output. Perlu dipastikan bahwa MET1 telah terpilih, lalu menekan tombol mouse kanan, menekan Add, menekan Make, menekan Port:. Contohnya tampak pada gambar 6.22 untuk

60

PEMBUATAN LAYOUT

Tabel 6.1: Tabel Nama, Jenis dan Arah Port Port Connection Port Name Port Type Direction Input Input Signal In Vdd VVdd Power In Ground VVss Power In Output Output Signal Out

MET1 bagian VDD.

Gambar 6.22: Menu Make Port Pada window Make Port, Port Name diisi dengan VVdd, Port Type dipilih Power, Direction dipilih In seperti tampak pada gambar 6.23.

Gambar 6.23: Pengisian Nama Port VDD Sedangkan untuk MET1 yang lain perlu diselesaikan dan nilai Port Name, Port Type dan Direction sesuai dengan kepentingan port yang bersangkutan. Agar lebih jelas pemahamannya, berikut ini disajikan nilai parameter masing-masing Port tersebut ke dalam tabel 6.1. 14. Penyimpanan hasil kerja. Penyimpanan hasil disain layout perlu segera

6.3 Latihan

61

dilakukan dengan menekan simbol Save Cell seperti terlihat pada gambar 6.17.

6.3

Latihan

Agar pemahaman di dalam pembuatan layout pada Mentor GraphicsT M lebih mendalam, serta peningkatan ketrampilan dalam penggunaannya, berikut ini disediakan soal-soal untuk digunakan sebagai latihan. Anda bisa mengerjakan soal-soal berikut menggunakan panduan waktu yang disediakan. Soal-soal ini sebagai berikut : 2 Menit : Apakah layout itu ? 2 Menit : Apakah nama window yang digunakan untuk membuat layout ? 3 Menit : Berapakah jenis lapisan CMOS yang ada pada teknologi AMS C35B4 ? 10 Menit : Sebutkan fungsi-fungsi tombol tengah (wheel-scroll ) pada mouse ketika dilakukan click and drag ? 5 Menit : Berapa ukuran minimal yang diperbolehkan untuk membuat MET1 pada teknologi AMS C35B4 ? 3 Menit : Apakah komponen layout yang menghubungkan antara POLY1 dan MET1 ?

diperlukan

untuk

2 Menit : Bagaimana cara melakukan pengecekan sekaligus penyimpanan terhadap layout yang sedang dibuat ? 3 Menit : Bagaimana cara menampilkan nama port pada METAL yang dibuat untuk layout ? 5 Menit : Mengapa port Vdd dan port Ground pada layout inverter mempunyai arah (direction) IN ? 45 Menit : Buatlah layout untuk skema rangkaian NAND 2 masukan dan NOR 2 masukan. Lakukan juga pengecekan terhadap kedua layout tersebut agar tidak ada kesalahan.

Bab 7 SIMULASI LAYOUT Simulasi layout ditujukan untuk menguji apakah layout yang dibuat sudah benar sesuai dengan disain IC yang diharapkan. Layout tidak bisa secara langsung disimulasikan sehingga diperlukan proses transformasi bentuk dari layout menjadi suatu library cell. Transformasi ini dapat dilakukan dengan membuat symbol baru yang mewakili fungsi dan mekanisme kerja dari layout yang dibuat. Selanjutnya symbol ini diaktifkan di dalam Design Architect IC yang akan dapat dengan mudah dijadikan object yang disimulasikan. Bab ini akan menjelaskan cara menyiapkan, menjalankan dan melihat hasil simulasi terhadap disain layout yang dibuat pada bab 6 tentang Pembuatan Layout. Langkah-langkah menuju simulasi ini dipaparkan pada sub bab berikut.

7.1

Ekstraksi Netlist dari Layout

Sebelum melakukan simulasi Layout, perlu dilakukan ekstraksi Netlist yang terbentuk dari layout yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Hasil ekstraksi ini merupakan deskripsi Spice dari layout yang bersangkutan. Untuk melakukan ekstraksi, perlu menekan tombol ICTrace (M) pada palette IC Palettes. Tombol ini tampak pada gambar 7.1. Kemudian menekan tombol Netlist pada palette ICtrace (M) seperti tampak pada gambar 7.2. Anda dihadapkan pada window tentang Write Mask Netlist. Window ini tampak pada gambar 7.3. Penting untuk tidak dilupakan, harus melakukan penekanan tombol Yes pada bagian Write Database. Selanjutnya melakukan pengisian dan pengak-

64

SIMULASI LAYOUT

Gambar 7.1: Tombol ICTrace (M)

Gambar 7.2: Tombol Netlist

Gambar 7.3: Pengisian Parameter Database Mask Netlist

7.1 Ekstraksi Netlist dari Layout

65

tifan tombol radio terhadap parameter yang terdapat pada window tersebut menggunakan data-data berikut ini : • File Name = maskdb • Enable Location Probing = Yes • Load Database = Yes • Name = Inverter.cir • Format = HSPICE • System Name = Layout • Substitute Slashes = No • Specify Schematic Source = No • Back Annotate Device Properties = No Jika sudah lengkap terisi maka selanjutnya menekan tombol OK pada window tersebut. Perlu diperhatikan pada window log, jika masih terjadi kesalahan maka diperlukan pengulangan langkah-langkah pengisian parameter agar benar dan sesuai dengan disain yang diinginkan. Hasil ekstraksi ini tersimpan di dalam file Inverter.cir yang terletak di direktori kerja IC Station, dalam hal ini dapat dilihat dengan cara menekan menu MGC, memilih dan menekan pointer Notepad, memilih dan menekan pointer Open, memilih dan menekan Edit.... Cara ini juga ditampilkan pada gambar 7.4.

Gambar 7.4: Menu Editor Notepad dari IC Station Pada window pesan Select file to edit, perlu penekanan tombol Navigator... untuk merujuk ke file Inverter.cir yang terletak di $ TECH C35B4/default.group/layout.views/Inverter. Window ini tampak pada gambar 7.5.

66

SIMULASI LAYOUT

Gambar 7.5: Pengisian Lokasi File .cir Anda akan dihadapkan pada tampilan editor yang mirip dengan gambar 7.6.

Gambar 7.6: Editor Notepad untuk Inverter.cir Dari gambar 7.6 dapat diketahui bahwa Netlist tersebut dibangun dari rangkaian yang bernama Inverter yang sesuai dengan nama Layout yang dibuat. Rangkaian ini didefinisikan diantara pernyataan .subckt dan .ends. Rangkaian ini mengandung 2 transistor m0 dan m1 serta beberapa nilai kapasitansi parasitik yang dimiliki Layout. Agar anda bisa melakukan simulasi netlist ini, anda perlu memodifikasi file ini terhadap semua nilai pmos4 menjadi MODP dan nmos4 menjadi MODN. Disamping itu, anda perlu juga mengubah nama rangkaian (dalam hal ini Inverter) pada baris .subckt dan .ends. Misalnya, Inverter diubah menjadi sInverter, huruf ”s” didepannya menunjukkan bahwa komponen ini adalah suatu symbol. Ketika dilakukan perbaikan file Inverter.cir dan menyimpannya, dimungkinkan akan ditampilkan pesan Save Change ...? seperti terlihat pada gambar 7.7. Jika yakin bahwa pembaharuan isinya sudah benar maka cukup menekan tombol Yes.

7.2 Pembuatan Symbol

67

Gambar 7.7: Pesan Penyimpanan Perubahan File Inverter.cir

7.2

Pembuatan Symbol

Pembuatan symbol sInverter dilakukan menggunakan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pengaktifan IC Studio. Hal ini dilakukan dengan menekan mouse kanan pada window View untuk Cell Inverter yang telah dibuat sebelumnya. Lalu memilih dan menekan tombol New View seperti terlihat pada gambar 7.8.

Gambar 7.8: Window Pembuatan View Baru Cell name diisi dengan Inverter, memilih View Type pada Symbol dan View Name diisi Symbol. Pengisian ini tampak pada gambar 7.9. Selanjutnya menekan tombol Finish.

Gambar 7.9: Pengisian Parameter View untuk Symbol Anda akan dihadapkan pada window Design Architect-IC. 2. Pembuatan skema gambar symbol seperti tampak pada gambar 7.9 dengan memanfaatkan tombol Add Rectangle dan Pin pada toolbar sisi kiri. Bilamana perlu, dapat digunakan juga Add Line.

68

SIMULASI LAYOUT

Gambar 7.10: Symbol Inverter Perlu diingat bahwa nama yang diberikan untuk Pin harus disesuaikan dengan file .cir yang dibuat sebelumnya. Pada contoh .cir pembahasan pada bab sebelumnya digunakan nama pin Input, VVdd, VVss dan Output. 3. Pengisian parameter symbol. Hal ini dilakukan dengan memilih object kotak (rectangle) dan menekan mouse kanan, memilih dan menekan properties lalu menekan Add.... Pada window Add Multiple Properties, perlu dilengkapi dengan beberapa pasangan data Property Name dan Property Value sebagai berikut : • ELEMENT : X • MODEL : sInverter, disesuaikan dengan nama yang sama dengan baris .subckt pada file Inverter.cir. • ASIM PINORDER : Input, VVdd, VVss, Output, disesuaikan dengan input - output pada file Inverter.cir yang dipisah dengan tanda koma. • Nilai parameter lain dibiarkan sama seperti nilai asalnya. Pengisian ini tampak pada gambar 7.11. Selanjutnya menekan tombol OK jika sudah terisi dengan benar. 4. Perlu dipastikan bahwa symbol yang dibuat tidak ada kesalahan. Hal ini dilakukan menggunakan pengujian dengan menekan menu File, memilih dan menekan Check Symbol. Contoh hasilnya tampak pada gambar 7.12. Selanjutnya tutup window Check tersebut jika telah selesai memahaminya.

7.3 Pembuatan Skema Rangkaian Uji

69

Gambar 7.11: Pengisian Property Symbol Inverter

Gambar 7.12: Hasil Pengecekan Symbol 5. Penyimpanan hasil disain symbol dapat dilakukan dengan menekan tombol Save.

7.3

Pembuatan Skema Rangkaian Uji

Skema rangkaian uji digunakan sebagai bahan simulasi dan digunakan untuk menguji apakah layout yang diwakili oleh symbol sudah dibuat dengan benar. Hal ini dilakukan dengan mendisain skema rangkaian melalui Design Architect-IC. Untuk membuatnya, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pengaktifan IC Studio. Pada window Cell, menekan tombol mouse kanan, memilih dan menekan New View. 2. Pada window View Type, mengisi Cell Name dengan uji-Inverter untuk contoh yang diterapkan disini, memilih View Type pada Schematic, dan View Name berisi Schematic. Selanjutnya menekan tombol Finish. Langkah ini tampak pada gambar 7.13.

70

SIMULASI LAYOUT

Gambar 7.13: Pengisian Parameter View untuk Skema Rangkaian Uji 3. Pengaturan window Design Architect-IC agar nyaman untuk digunakan dalam bekerja. Salah satu caranya menyiapkan library, hal ini dilakukan dengan menekan tombol Show/Hide Library Pallete pada toolbar sisi kiri. 4. Pada window area kerja, menekan mouse kanan, memilih dan menekan Add Instance, lalu memilih dan menekan Choose Symbol. Menu ini tampak pada gambar 7.14.

Gambar 7.14: Menu Choose Symbol 5. Pada window Add Instance, melakukan penekanan TECH C35B4 pada bagian Library, menekan Inverter pada bagian Cell. Contohnya tampak pada gambar 7.15. Perlu diketahui bahwa jika tidak ada keterangan pada bagian Options, maka pembuatan symbol belum berhasil disesuaikan dengan file Inverter.cir. Jika sudah ada, seperti contoh yang tercantum pada gambar 7.15 maka selanjutnya menekan tombol OK. 6. Pembuatan skema rangkaian uji. Agar mudah dalam pemahaman, berikut ini disediakan contoh skema rangkaian uji untuk dijadikan se-

7.4 Pembuatan View Point dan Simulasi

71

Gambar 7.15: Pengisian Property Instance bagai panduan langkah berikutnya. Skema rangkaian ini tampak pada gambar 7.16.

Gambar 7.16: Skema Rangkaian Uji Inverter Untuk membuatnya, dapat digunakan cara pembuatan skema rangkaian seperti dijelaskan pada bab 4 tentang Pembuatan Skema Rangkaian. 7. Pengecekan dan penyimpanan skema rangkaian uji. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Check and Save pada toolbar sisi atas. Perlu diperhatikan hasilnya pada window log di sisi bawah. Jika masih ditemukan error, maka langkah perbaikan skema rangkaian tersebut harus dilakukan sampai diperoleh hasil sesuai dengan kebutuhan.

7.4

Pembuatan View Point dan Simulasi

Perlu dipastikan bahwa anda telah mempunyai skema rangkaian uji yang benar, dalam contoh disini adalah cell uji-Inverter. Untuk mengetahui kinerja layout yang telah dibuat sebelumnya, yang diwakili oleh symbol,

72

SIMULASI LAYOUT

perlu diuji dengan simulasi dan selanjutnya dilakukan analisis serta dilihat hasilnya. Pengujian melalui simulasi dari Layout menggunakan langkah-langkah sebagai berikut : 1. Pengaktifan skema rangkaian uji di Design Architect-IC. 2. Pembuatan transformasi skema rangkaian ke dalam bentuk View Point. Hal ini dilakukan dengan menekan menu HIT-Kit Utilities, memilih dan menekan Create Viewpoint. Cara ini telah dibahas pada bab 5 tentang Simulasi Skema Rangkaian. Anda bisa mempelajarinya kembali bab tersebut jika anda belum mengetahui caranya. 3. Pada window DVE, Design Path diisi sesuai dengan lokasi file skema rangkaian uji. Contohnya adalah Technology $TECH C35B4/default.group/logic.views/uji-Inverter. Name dipilih pada bagian C35B4 dan Viewpoint Level dipilih pada bagian Device kemudian menekan tombol OK. Beberapa saat kemudian, hasilnya dapat dilihat pada window log disisi bawah. Perlu dipastikan bahwa hasilnya tidak ada kesalahan. 4. Proses simulasi dengan pengisian parameter simulasi seperti yang dijelaskan pada bab 5 tentang Simulasi Skema Rangkaian. Untuk melaksanakan hal ini dapat digunakan beberapa langkah singkat sebagai berikut : • Pengaktifan mode simulasi. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Enter Simulation Mode pada toolbar sisi kiri. • Pengaturan model simulator. Hal ini dilakukan dengan menekan menu HIT-Kit Utilities, menekan Set Simulation Models. • Pengecekan dan penambahan Library. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Lib/Temp/Inc. Menekan Library. Jika belum tertulis 5 buah library, perlu diulangi langkah Pengaturan model simulator. • Pengecekan dan penambahan Include. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Lib/Temp/Inc. Menekan Include Files.... Pada window Set Include Paths, ditambahkan isian Include Path berdasarkan lokasi file Inverter.cir yang dibuat, dalam contoh disini adalah $ TECH C35B4/default.group/layout.views/ Inverter/Inverter.cir. Contoh ini diperlihatkan pada gambar 7.17. Selanjutnya menekan tombol OK untuk mengaktifkannya.

7.5 Latihan

73

Gambar 7.17: Penambahan Include Inverter.cir • Pengisian parameter Analisis. Menekan tombol Analyses, menekan checkbox DC, menekan Setup. Pada window Setup DC Analyses, menekan Source, memilih V2, mengisi start Voltage -3.3, Stop Voltage 3.3. Menekan tombol OK. • Pemilihan kedua Port Input dan Port Output. Hal ini dilakukan dengan menekan tombol Wave Outputs. Pada window Setup Outputs Options, perlu diaktifkan Save All Voltages, dihilangkan Currents dan Digital Signals, parameter lain dibiarkan seperti nilai asalnya selanjutnya menekan tombol OK. • Pengaktifan proses simulasi dengan menekan Run ELDO. Jika ditemukan error, perlu dilakukan perbaikan dahulu sesuai dengan pesan error yang ada. Perlu diperhatikan bahwa isi file Inverter.cir harus konsisten dengan symbol yang dibuat. • Perlu dipastikan bahwa hasil Run ELDO tidak ada error. Contoh hasil simulasi dalam bentuk grafik yang ditunjukkan pada EZWave dapat dilihat pada gambar 7.18.

7.5

Latihan

Agar pemahaman di dalam simulasi layout pada Mentor GraphicsT M lebih mendalam, serta peningkatan ketrampilan dalam penggunaannya, berikut ini disediakan soal-soal untuk digunakan sebagai latihan. Anda bisa mengerjakan soal-soal berikut menggunakan panduan waktu yang disediakan. Soalsoal ini sebagai berikut : 2 Menit : Apakah Netlist itu ? 5 Menit : Mengapa kata pmos4 dan nmos4 pada file .cir perlu diubah menjadi MODP dan MODN ?

74

SIMULASI LAYOUT

Gambar 7.18: Hasil Simulasi dari Layout Inverter 2 Menit : Apakah nama jenis library yang berisikan layout ? 10 Menit : Apakah perbedaan antara symbol dan library ? 5 Menit : Jenis file apakah yang harus diincludekan pada pengisian parameter simulasi untuk mensimulasikan layout ? 30 Menit : Buatlah grafik hasil simulasi untuk layout NAND 2 masukan dan NOR 2 masukan.

Bibliografi [1] AustriaMicroSystems. 0.35 µm CMOS C35 Process Parameters, document number : ENG-182 edition, 2005. [2] AustriaMicroSystems. 0.35 µm ESD Design Rules, seven digit document : eng-236 edition, 2005. [3] R. J. Baker. CMOS: Mixed-Signal Circuit Design. Microelectronic Systems. IEEE Press Series on Microelectronic Systems, 2002. [4] R. J. Baker, H. W. Li, and D. Boyce. CMOS: Circuit Design, layout, and Simulation. Microelectronic Systems. IEEE PRESS, Printece Hall of India Private limited, New Delhi, 2004. [5] D. Ginhac. Tutorial sur l’utilisation de mentor graphics, creation de circuit integres en technologie CMOS AMS 0.35 µm. LE2I, Universite de Bourgogne, Faculte Mirande, Dijon France, 2005. [6] T. T. Lang. Electronique Numrique. Masson, Paris, 1995. [7] E. P. Wibowo, N. Huda, S. Arief, and Brahmantyo. Instalasi Mentor Graphics (IcFlow) pada Sistem Operasi Linux. Penerbit Gunadarma, Jl. Margonda Raya 100 Depok, 2006.

Lampiran A AMS 0.35 µm ESD DESIGN RULES

80

AMS 0.35 µm ESD DESIGN RULES

81

82


83

84


85

86


87

88


89

90


91

92


93

94


Disain Skematik, Layout dan Simulasi dengan Menggunakan Perangkat Lunak Mentor GraphicsT M. Oleh : Eri Prasetyo Wibowo Nurul Huda

Recommend Documents