选一数据选择器word版

目录

1 版图设计概要 (1)

2 数据选择器简介 (2)

3 八选一数据选择器的设计 (4)

4 各模块设计 (6)

4.1五输入与门的设计 (6)

4.2八输入或门的设计 (8)

4.3反相器 (10)

4 实验总结 (12)

参考文献 (13)

1 版图设计概要

IC（“集成电路”）产业是全球高新技术产业的前沿与核心，是最具活力和挑战性的战略产业。自2000年来，在国家政策的大力支持下，我国集成电路产业得到了长足的发展，而作为集成电路产业最前沿的设计业更是呈现出“百花齐放”的繁荣景象,作为产业命脉的IC设计人才，在IC产业最集中的长三角地区也仅仅只有几千人。所以拥有一定工作经验的设计工程师，据国内知名猎头公司烽火猎聘公司数据显示IC已成为人才猎头公司争相角逐的“宠儿”。

IC版图设计是指将前端设计产生的门级网表通过EDA设计工具进行布局布线和进行物理验证并最终产生供制造用的GDSII数据的过程。其主要工作职责有：芯片物理结构分析、逻辑分析、建立后端设计流程、版图布局布线、版图编辑、版图物理验证、联络代工厂并提交生产数据。作为连接设计与制造的桥梁，合格的版图设计人员既要懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉制程厂的工作流程、制程原理等相关知识。

版图设计在大学阶段课程教学使用软件为Tanner该软件有L-Edit、S-Edit、T-Spice、W-Edit和LVS组成。

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-Spice，W-Edit，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。L-EditPro包含IC设计编辑器(Layout Editor)、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。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、精确的设计版图的系统。

2 数据选择器简介

数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下所示

图2-1 位通道选择信号

数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外，还可以做分时多路传输电路，函数发生器及数码比较器等，常见的数据比较器有2选1，4选1，8选1，16选1电路。

在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器。

数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。

本次设计的是8选1数据选择器74LS151。74LS151为互补输出的8选1数据选择器，引脚排列如图所示，功能见表。

选择控制端（地址端）为C，B，A，按二进制译码，从8个输入数据D0-D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y，S为使能端，低电平有效。

使能端S＝1时，不论C，B，A状态如何，均无输出（Y＝0，W＝1）多路开关被禁止。

使能端S＝0时，多路开关正常工作，根据地址码C，B，A的状态选择D0-D7

中某一个通道的数据输送到输出端Y。

如：CBA＝000，则选择D0数据到输出端，即Y＝D0。

如：CBA＝001，则选择D1数据到输出端，即Y＝D1，其余类推。

S C B A Y W

1×××0１

D 0000D00

D 0001D11

D 0010D22

D 0011D33

D 0100D44

D 0101D55

D 0110D66

D 0111D77

图2-1 八选一数据选择器74LS151引脚排列

3 八选一数据选择器的设计

图3-1 八选一数据选择器电路图

八选一数据选择器采用了八个五输入的与门，八个反相器和一个八输入的或门实现了数据选择输出的功能。

图3-2 八选一数据选择器版图设计

图3-3 八选一数据选择器版图的DRC检查

图3-4 八选一数据选择器版图仿真示意图

由上面的版图仿真示意图可知，当S=1时，不管C，B，A是什么，输出的W=1，Y=0。当S=0，CBA=000时，Y=D0=0，W=1。当S=0，CBA=001时，Y=D1=0，W=1。当S=0，CBA=010时，Y=D2=0，W=1。当S=0，CBA=011时，Y=D3=0，W=1。当S=0，CBA=100时，Y=D4=1，W=0。当S=0，CBA=101时，Y=D5=1，W=0。当

S=0，CBA=110时，Y=D6=0，W=1。当S=0，CBA=111时，Y=D7=1，W=0。由此可知，该版图实现了八选一数据选择器的功能。

图3-5 八选一数据选择器输出的SPICE文件

图3-6 八选一数据选择器的LVS对比

4 各模块设计

4.1 五输入与门的设计

图4-1 五输入与门电路图

从电路图可知，该五输入与门，使用了六个PMOS，六个NMOS，有五个输入端，其中有一个使能位S。有一个输出端Y。

图4-2 五输入与门版图示意图

图4-3 五输入与门版图的DRC检查

图4-4 五输入与门的输出SPICE文件

图4-6 五输入与门仿真示意图

从电路图可知，该五输入与门有五个输入端，S，A，B，C，D。电路仿真图