与或非
-
目
录
一
.
绪
论
..........................
.................................
2
1.1
设计背景
................................................ ..
2
1.2
版图设计方法
..............................................
3
1.3
设计目标
................................................ ..
3
二
.
四输入与或非门电路
..............................................
3
2.1
四输入与或非门电路结构
....................................
3
2.2
四输入与或非门电路电路仿真
................................
5
2.3
四输入与或非门电路的版图绘制
..............................
5
2.4
四输入与或非门电路的版图
电路仿真
.........................
12
2.5LVS
检查匹配
.............................................
.
13
三
.
总
结
..........................
................................
14
四
.
参考文献
..................................................
.....
15
一
.
绪
论
1.1
设计背景
随着集成电路技术的日益进步，使得计算机辅助设计（
CAD
）技术已成为电
路设计师不可缺少的有力工具
[1]
。
国内外电子线路
CAD
软件的相继推出与版本更
新，
使
CA
D
技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，
如芯片版
图的绘
制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线<
/p>
等。
CAD
技术的发展使得电子线路设计
的速度、质量和精度得以保证。在众多的
CAD
工具软件中，<
/p>
Spice
程序是精度最高、最受欢迎的软件工具，
tanner
是用来
IC
版
图绘制软件，许多
EDA
系统软件的电路模拟部分是应用
Spice
程序来完成
的，而
tanner
软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件，对于初学者是一个上<
/p>
手快，操作简单的
EDA
软件。
Tanner
集成电路设计软件是由
Tanner Research
公司开发的基于
Windows
平台的用于集成电路设计的工具软件。该软件功能十分强大，易学易
用，包括
S-Edit
，
T-Spic
e
，
W-Edit
，
< br>L-Edit
与
LVS
，从电路
设计、分析模拟到电路布局
一应俱全。其中的
L-Edit
版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。
L-Edit Pro
是
Tanner
EDA
软件公司所出品的一个
IC
设计
和验证的高性能
软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从
IC
设
计到输出，以及最后的加工服务
，完全可以媲美百万美元级的
IC
设计软件。
< br>L-Edit
Pro
包含
IC
设计编辑器
(Layout
Edit
or)
、自动布线系统
(Standard
Cell
Place & Route)
、线上设计规则检查器（
DRC
）
、组件特性提取器（
Device
Extractor
）
、设计布局与电路
netlist
的比较器
(LVS)
、
CMOS Library
、
Marco
Library
，这些模块组成了一个完整的
IC
设计与验证解决方案
[2]
。
< br>L-Edit Pro
丰富完善的功能为每个
IC
设计者和生产商提供了快速、
易用、
精确的设
计系统。
虽然
SPICE
开发至今已超过
20
年，然而其重要性并未随着制
程的进步而降
低。就国内的设计环境而言，商用的
SPICE<
/p>
模拟软件主要有
Hspice
、
Pspice
、
SBTspice
、
SmartSpice
与
Tspice
等。
HSpice
是
Spice
程序应用在
< br>PC
上的程序，它的主要算法与
Spice
相同。由
于
HSpice A/D
< br>程序集成了模拟与数字电路的仿真运算法，它不仅可以仿真单一
的模拟电路或数字
电路，
而且可以有效、
完善地仿真模拟和数字混合电路。
经过
多年的改版，
HSpice A/D
以其强大的功能及高度的集成性而成为先进最受欢迎
的电路仿真软件
。
1.2
版图设计方法
可以从不同角度对版图设计方法进行分类。
如果按设计自动化程度来分，
可
将版图设计方法分成手工设计和自动设计
2
大类。
如果按照对布局布线位置的限
制
和布局模块的限制来分，
则可把设计方法分成全定制
（
fullcustom
）
和半定制
(semicustom)2
大类。而对于全定制设计模式，目前有
3
种
CAD
工具服务于
他：
几何图形的交互图形编辑、
符号法和积木块自动布图。
对于两极运算放大器版图
设计的例子，采用的是
Tanner
公司的
LEdit
软
件
[2]
。这是一种广泛使用在微机
上
的交互图形编辑器。
设计者将手工设计好的版图草图用一个交互图形编辑器输
入计算机并进行编辑。
因而此方法也被分类成手工设计方法。
因为手工设计方法
不可避免的会产生误会，
因此，<
/p>
必须在版图编辑后进行版图验证。
版图验证包括
< br>设计规则检查
DRC (a design rule
checker)
、电学规则检查
ERC(a
electrics
rule
checker)
、版图参数提取
LPE(layout
parameter extraction)
、版图和原
理图
对照检查
LVS(layout vs schematic)
。当然这些验证
LEdit
就可以完成。
1.3
设计目标
1.
用
MOS
场效应管实现四
输入与或非门电路。
2.
用
tanner
软件中的原理图编辑器
S-Edi
t
编辑四输入与或非门电路原理
图。
3.
用
tanner
< br>软件中的
W-Edit
对四输入与或非门电路进行仿真，
并观察波形。
4.
< br>用
tanner
软件中的
L-E
dit
绘制四输入与或非门版图，并进行
DRC
验证。
5.
用
W-Edit
对四输入与或非的版图电路进行仿真并观察波形。
6.
用
tanner
软件中的
layout-Edit
对四输入
与或非进行
LVS
检验观察原理
图与版
图的匹配程度。
二
.
四输入与或非门电路
2.1
电路结构
用
CMOS
实现四输入与或非门电路，
PMOS
和
NMOS
管进行全互补
连接方式，
栅极相连作为输入，
根据
P
MOS
逻辑或串与并，
根据
NMOS<
/p>
逻辑与串或并原理，
PMOS
的漏极与下
面
NMOS
的漏极相连作为输出，
PO
MS
管的源极和衬底相连接高电平，
NMOS
< br>管的源极与衬底相连接低电平；原理图如图
2.1.1
所
示。
图
2.1.1
与或非门电路的原理图
原理图绘制完成后要进行
ERC
验证，
ERC
：
Electrical
Rules Check
电气规
则检查，
主要是对电路原理图的电学法则进行测试，
通常是按照用户指定的物理、
逻辑特性进行。
通常在电路原理设计完成之后，
网表文件生成之前，
设计者需要进行电气法
测试。
其任务是利用软件测试用户设计的电路，
以便找出人
为的疏忽，
测试完成
之后，
系统还将自
动生成各种可能错误的报告，
同时在电路原理图的相应位置上
记
号，以便进行修正。
2.2
四输入与或非门电路仿真
在与或非门电路设计好以后要进行电路仿真，
看电路设计是否成功的
重要依
据，
同时能够更快更方便的发现电路中存在的问题。
与或非门电路仿真结果如图
2.2.1
所示
。
图
2.2.1
四输入与或非门电路输入输出波形图
2.3
三输入或门电路的版图绘制
<
/p>
用
L-Edit
版图绘制软件对四输入或
非门电路进行版图绘制，同时进行
DRC
验证，查看输出结果，
检查有无错误；
基本操作步骤是：
（
1
）打开此程序。
< br>
（
2
）另存新文件：选择
File
→
Save
As
。
（
3
）取代设定：选择
File
→
Replace Setup
命令，单击右侧的
Browser
，
选
择
C:UserszclDocumentsTanner
EDATanner
Tools
v13.0L-Edit
文件，
然后点击
ok
，
会出现警告，
按确
定钮。<
/p>
（
4
）绘制<
/p>
PMOS
和
NMOS
：先绘制
N
Well
图层，再绘
制
Active
图层
,
然后绘
制
P Select
图
层，然后绘制
Poly
图层，然后绘制
Active Contact
图层，最后
绘制
Metal1
图层
。
PMOS
和<
/p>
NMOS
绘制结果如图
2.3.1
PMOS
绘制图和图
2.3.2
NMOS
绘制图所示。
图
2.3.1
PMOS
绘制图
图
2.3.2
NMOS
绘制图
（
< br>5
）绘制
NMOS
和
PMOS
组件，
NMOS
和
PMOS
组件绘制结果如图
2.3.
3 PMOS
和
NMOS
组件绘制图所
示。