第一次 CAD Tutorial 复习手册

CAD = 计算机辅助设计EDA = 电子设计自动化Cadence = 本课程用的 EDA 软件

0 · 先搞懂在干嘛（1 分钟）

这门课用 Cadence 在电脑里"画电路 + 跑仿真"。不用真的焊板子，软件直接算出电压电流波形，验证电路对不对。 第一次课目标就三步：连上服务器 → 画出一张原理图 → 点一下让它跑出结果。后面所有作业都是这三步的重复。
  • CAD / EDA：就是"用软件画图设计"，区别只是领域。
  • 为什么连服务器：Cadence 装在学校的 Linux 服务器上，你本地电脑只是个"窗口"（X11 转发），计算和画图都在服务器跑。
  • 三个名词别混：Library 库 = 装很多电路的文件夹；Cell = 一个电路（如"反相器"）；Cellview = 这个电路的某一种"视图"（原理图 view 或版图 view）。一张原理图 = 一个 schematic 类型的 cellview。

1 · 连服务器（最容易卡的一步）

工具：MobaXterm（Windows）。macOS 用终端 + XQuartz，本课以 Windows 为主。

  1. 下载安装 MobaXterm Home Edition（mobatek.net 免费版）。
  2. 校外网先连 SSL VPN：浏览器开 info.tsinghua.edu.cn 找 VPN 帮助，连上清华校园网才能访问服务器。
  3. 打开 MobaXterm → 左上 Session → 选 SSH。
  4. 填写：
    • Remote host：101.6.64.74
    • Username：你的学号（不是校园网昵称）
    • Port：35167
    • 勾选 X11-Forwarding（默认已勾，别取消——这是把服务器画面传回你屏幕的关键）
  5. 点 OK → 输入密码（默认 !学号）。登录后立刻用 passwd 改密码。
⚠️ 易错：
  • 忘了勾 X11-Forwarding → 后面打开 Cadence 会黑屏/报错。
  • Password 输入时屏幕不显示任何字符，这是正常的，输完回车即可。
  • Port 不是默认 22，是 35167，漏填连不上。

连上之后，先记 3 个 Linux 命令

命令作用例子
mkdir 名新建文件夹mkdir lab1
cd 名进入文件夹cd ~/usrtmp
ls看当前目录有啥ls
建议每次：cd ~/usrtmp 再建自己的文件夹，避免把别人的文件弄乱。用完退出所有连接，给服务器减负。

2 · 启动 Cadence 并建库

  1. 在服务器终端（MobaXterm 里）输入：virtuoso &
    （课程资料里写的 ic617 & 是同义的旧叫法，用哪个都行；& 让它在后台跑，关掉终端窗口软件不会跟着关）
  2. 等几秒，弹出 Library Manager（库管理器）窗口 → 这是 Cadence 的"总控台"。
  3. 新建 Library：菜单 File → New → Library。
    ⚠️ 关键：建库时问要不要 attach techfile，选 "don't need a techfile"。咱们是模拟仿真，不需要工艺库，选错会卡住。
  4. 新建 Cell：在刚建的库上右键 → New → Cell View，类型选 schematic，起名（如 inv）。
  5. 确认后自动进入 Virtuoso Schematic Editor（画原理图的窗口）。
一句话逻辑：Library（文件夹）→ Cell（电路名）→ Cellview=schematic（这张原理图）。一层套一层，别在 Library 层直接画。

3 · 画原理图（核心操作）

进入 Virtuoso 后，记住这三个键就能画完 80% 的图：i 放元件、w 连线、q 改参数。

  1. 放元件：按 i（Instance）→ 弹出选择框 → Library 选 analogLib，Cell 填元件名（如 res、vdc、gnd）→ 点 Browse 确认 → 在画布单击放下。
  2. 改参数：选中元件按 q（Property）→ 改数值（如电阻 1k、电压 5）→ 确认。
  3. 连线：按 w（wire）→ 从一个引脚拖到另一个引脚，松手即连上（出现实心方块=连好）。
  4. 放地：一定要放 gnd 并连到电路的最低电位，否则仿真会报"没参考点"。
  5. 放激励源：给电路"加电"——至少放一个 vdc（直流电源）或 vsin/vpulse（信号源），否则没输入跑不出东西。
  6. 保存：Design → Save 或快捷键存盘，再去做仿真。
⚠️ 新手两大坑：
  • 连线没真正接上（只是视觉相交）——用 w 从引脚端点拉，端点变方块才算连上。
  • 忘了放 gnd 或没给激励源 → 仿真直接失败。先做"电源+地+一个电阻"的最小电路练手。

4 · 元件速查表（analogLib 库）

元件 Cell 名中文第一次课常用？说明
gnd地必放电路参考点，必须连上
vdc直流电压源必放恒定电压，如 5V 电源
idc直流电流源常用恒定电流
vsin正弦电压源常用交流/正弦信号
vpulse脉冲电压源常用方波/脉冲，看瞬态响应
vpwl分段线性源了解自定义波形（逐点连直线）
res电阻必放参数 r
cap电容常用参数 c
ind电感了解参数 l
switch开关了解受控开关
vccs压控电流源了解跨导 gm 可设，左两口接控制电压
diode / npn / pnp / nmos / pmos二极管/三极管/MOS后续晶体管在后面章节
找不着的元件：在 i 弹窗的 Cell 框直接打字（Cadence 能模糊匹配），或按元件英文猜（voltage→v，current→i，resistor→res）。

5 · 快捷键速查（原理图编辑）

键英文作用
iInstance放元件
wWire连线
Shift+WBus画总线
lLabel加标签（命名网络）
cCopy复制
pPin加引脚（做子电路用）
qProperty改属性/参数
DelDelete删除
Shift+DelIgnore删除连线但不破坏网络
Shift+N / LText文字相关操作
记住 i / w / q 三个就够画完第一张图；其余用到再查。ViVA 看波形时的快捷键见第 7 节。

6 · 跑仿真 ADE L（核心）

ADE = Analog Design Environment，仿真控制台。第一次作业主要是 DC（直流扫描）。

  1. 在 Virtuoso 原理图窗口：Tools → Analog Environment（或 ADE Explorer）→ 打开 ADE 窗口。
  2. 设变量：把原理图里想扫描的参数（如某个电阻值）做成变量，在 ADE 里 Variables → Copy from Cellview 复制过来，给个初始值。
  3. 选分析类型：菜单 Analyses → Choose → 勾 dc（直流）/ tran（瞬态）/ ac（交流）。第一次课用 dc：选要扫描的变量和范围（如 0→5V）。
  4. 设输出量：Outputs → To Be Plotted → Select On Schematic，在原理图上点你想看的电压节点 / 电流，会出现小探头标记。
  5. （可选）参数扫描、表达式、Plotting Mode 先不管，跑通再说。
  6. 开跑：Simulation → Netlist and Run（或点绿色运行箭头）→ 等它算完。
⚠️ 跑不起来通常三个原因：
  • 没放 gnd 或没给激励源（见第 3 节）。
  • 变量没给初始值 → ADE 报错 "variable not defined"。
  • 输出量没选 → 跑完没图。
第一次作业以 DC 仿真为主：比如扫一个电压源 0→5V，看某节点电压怎么变。把这条跑通，后面 tran/ac 只是换个分析类型。

7 · 看结果 ViVA（波形窗口）

仿真完自动弹 ViVA（波形查看器）。也可手动：Results → Direct Plot → Main Form → 选 DC 扫描的 电压(Net) 或 电流(Terminal)。

ViVA 常用快捷键

键作用
MMarkers 放标记点，读某点坐标
VVertical 竖参考线
HHorizontal 横参考线
A & B选两点测差值
常用设置：右键曲线改颜色/线型/粗细；菜单改背景色（默认黑底，可设白底方便放进作业）；File → Save 可存数据或导出图片。截图交作业就用这个。

8 · 交作业

  • 提交到网络学堂对应窗口，单个 Word / PDF 文件。
  • 内容必须包含：① 原理图（截图） ② 仿真设置（ADE 窗口截图） ③ 仿真结果（ViVA 波形截图） ④ 你的分析（波形说明什么）。
  • 第一次作业以 DC 仿真 为主，别想太复杂。
  • 问题去"服务器问题区 / 仿真问题区"提问，别私戳。
偷懒技巧：把原理图、ADE、ViVA 三个窗口并排截图，按①→④顺序贴进 Word，每图配一句话，就是一份合格作业。

9 · 我卡在哪？（对号入座）

勾上你"没搞懂/没做出来"的环节，它就是下一步要专攻的点：

建议练习顺序：先只做"电源 vdc + 地 gnd + 一个电阻 res"，DC 扫电压看电阻两端电压——跑通这一行，第一次课就过关了。