与或非

绝世美人儿
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2021年02月11日 16:18
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-

2021年2月11日发(作者:僵硬的拼音)


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

< p>
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

< p>
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、

< p>
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

< p>
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。


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