cad设计二输入讲解

《集成电路CAD》课程设计报告》——两输入或非门的设计班级：学号：姓名：指导教师：一、设计要求（1）绘制电路图a、明确电路结构；b、明确电路中器件的类型、数目；c、明确电路中端口的数目以及所联接的信号类型；d、确定MOS的宽长比，确定MOS管的尺寸，沟长采用所用工艺规定的最小条宽的整数倍。

（2）根据电路结构绘制版图在正确的电路结构基础上，绘制版图：a、要求版图中电路的元件数目、类型以及尺寸与所画电路结构保持一致；b、要求元件之间连接正确，并与所确定电路结构保持一致；c、要求版图中电路的端口数目、位置与所确定电路保持一致；（3）DRC验证绘制版图后要进行DRC验证：a、采用DRC规则文件对绘制版图进行DRC校验；b、根据校验提示语句修改版图直至正确为止，提交正确的DRC校验结果。

（4）撰写课程设计报告按以下要求书写：a、报告严格按照以下提供模板格式书写；b、报告内容要含有原电路电路图以及所绘制版图的截图；c、报告内容要含有DRC校验结果（相关截图以及文件）。

二、设计目的1、熟悉candence软件，并掌握其各种工具的使用方法。

2、用cadence设计一个三输入或非门，并画出仿真电路、版图、并验证其特性。

三、设计的具体实现1.电路概述二输入或非门有两个输入端A和B以及一个输出端Q，当A端或B端为高电平时输出为低电平，当两个输入都为低电平输出才为高，表达式如下所示：=Y+AB或非门的电路符号和真值表如图1所示：图2由于此次是用CMOS管构建的二输入或非门，而CMOS管的基本门电路有非门、与非门、或非门等，所以直接用CMOS管搭建出二输或非门电路。

原理图如图二所示。

2.cadence简介：Cadence公司的电子设计自动化（Electronic Design Automation）产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。

本次设计是基于cadence工具的三输入或非门的电路和版图设计。

3.两输入或非门电路设计和逻辑仿真进入红帽4系统，打开终端输入cd Artist446进入Artist446目录，输入icms &命令运行Cadence软件。

在打开的CIW的窗口选择tools →Library Manager建立一个新的库文件myLib，在创建一个新的cellview（1）在schematic窗口中选择Tools →Analog Evironment,打开模拟窗口（2）setup →simulator /directory/host…,在弹出窗口中确认simulator项是spectre.单击ok。

（3）setup →Model Library setup，做如下输入，然后add。

选择Analyses →Choose，在坦诚的窗口中吧stop time设为50u（4）选择outputs →save all.1、选择outputs →to be plotted →select on schematic，然后在schematic窗口中依次选择A、B、C、Y为输入和输出，选择之后按ESC。

（5）选择完毕后窗口如下图所示（6）选择Simulation →Netlist →Create（7）选择Simulation →Run4.版图设计:登录Linux系统，启动终端，cd Layout进入版图目录，然后以layoutPlus &运行版图设计软件，进行版图设计。

nmos版图设计设计规则（允许的最小尺寸）1.n diff overlap of contact 0.9u2.c ontact minimum width 0.6u3.c ontact spacing 0.6u4.c ontact to gate spacing 0.6u5.p oly extension 0.6u6.m etal overlap of contact 0.4u[1]、在CIW窗口中，选择File →Open (若无nmos Cell，则建立New)，打开nmos版图设计窗口，参数如下：Library Name designCell Name nmosView Name layoutOK[2]、画poly：在LSW窗口中选择poly dg为当前层，Create →Path 画出nmos的门极，按回车或双击鼠标完成绘制。

[3]、画ndiff：在LSW中选择ndiff dg为当前层，Create →Rectangle 画一矩形。

Edit →Move 移动ndiff层，把它放在合适的位置。

[4]、画nmos器件源、漏极的外连接contact：metal1 dg为当前层，在源、漏极画尺寸为1.4um*2.6um的矩形；contact dg为当前层，在源、漏极各画两个尺寸为0.6um*0.6um的contact。

[5]、选择Window →Create Ruler，并配合Stretch命令调整版图。

[6]、Save存盘，关闭nmos版图窗口。

pmos版图设计设计规则：1.nwell overlap of pdiff 0.4u2.pdiff overlap of contact 0.9u3.contact minmum width 0.6u4.contact spacing 0.6u5.contact to gate spacing 0.6u6.poly extension 0.6u7.metal overlap of contact 0.4u[1]、利用已经画过的nmos来生成pmos，在CIW命令窗口中选择Tools ——Library Manager命令，选中nmos打开它的复制窗口，复制到pmos中。

[2]、打开pmos的版图，选中n型注入的矩形，利用Edit——Properties命令，将n型注入改成p型注入。

[3]、选中p型注入的矩形，利用Create——Layer Generation命令，在p型注入的矩形外生长0.4u的n阱。

[4]、根据设计规则调整pmos大小。

[5]、建立一个接触孔的平面数组来复制接触孔，使其生成最终符合规则的pmos器件并保存。

利用已生成的nmos和pmos的版图来绘制两输入或非门的版图1、打开nand3的空白版图设计窗口。

2、选择Create——Instance命令，在Create Instance窗口中设置成如下形式：在版图上点击一下，将nmos放置到版图上。

3、同样方法放置pmos，参数如下：4、将metal1置为当前层，根据设计规则画出电源和地线。

5、用Create——Path命令画出输出连接，用Create——Rectangle命令画出电源和地的连接。

6、将poly置为当前层，用Create——Path命令画出门极连接。

7、用Create——Pin命令在版图上加入A, B.C,Y的引脚。

8、用Create——Contact命令将NTAP和PTAP放置在电源线和地线上。

9、调整坐标位置并保存。

5.版图设计以及DRC校验首先打开Cadence16.5选择其中的Design Entry CIS子软件，在弹出的窗口中选择orCAD Capture CIS，如下图9所示：图9进入工作界面之后在菜单栏中选择File按钮然后选择New选项下面的子选项Project来建立新的工程，如下图10所示：图10点击OK之后就能进入工作界面，如下图11所示：图11点击菜单栏中的Place按钮选择Part选项调出元件库，然后点击右边中的处加载需要用到的一些元件库。

从组件库引用模块:编辑反相器电路会利用到NMOS, PMOS, Vdd 与Gnd 这4 个模块，所以要从组件库中复制NMOS, PMOS, Vdd 与Gnd 这4 个模块到文件，并在PAGE1编辑画面中引用。

最后画好的版图如下图3中所示：图3或非门版图选择Tools/DRC命令，打开Design Rule Check对话框，选中Write errors to files复选框将错误项目记录到yumen.drc文件或自行取文件名，单击“确定”按钮，进行设计规则检查，结果如图24中所示图24从图28中可以看到，整个与门电路的版图DRC没有错误，然后接下来就能生成SPC文件了。

执行Tools/Extract命令或单击图标，打开Extract对话框，在Extract definition file栏内选择X: \Ledit11.1\Samples\ SPR\example1\lights.ext文件，如下图所示。

选择Output标签页，在“Comments”栏中，选择Write nodes name选项，在“Write nodes and devices as”栏内选中Names项，即设定输出节点以名字出现，并在SPICE include statement栏内输入“.include X: \Tspice81\models\m12_125.md”，然后单击Run按钮，即可提取yumen.spc 文件，执行命令，打开yumen.spc文件。

四、结论与展望此次课程设计在老师的悉心指导，同学们的热情帮助下，我已圆满完成了本次课程设计的要求。

从课题选择到具体构思和内容以及数据的测试，我深刻体会到做事情不能急躁，从电路原理图的绘制到仿真，再到版图的制作，每一步都要要细心仔细的去完成。

在这周时间所经历的学习和生活，我深刻感受到老师的精心指导和无私的关怀，让我受益匪浅。

本次课程设计的名称为“二输入与门电路设计”，经过此次课设使我对Cadence软件和L-Edit软件的使用都有了更深刻的了解，这将对我以后的学习和工作带来莫大的帮助。

随着微电子技术的快速发展，人们生活水平不断提高，使得科学技术已融入到社会生活中每一个方面。

而对于现代信息产业和信息社会的基础来讲，集成电路是改造和提升传统产业的核心技术。

随着全球信息化、网络化和知识经济浪潮的到来，集成电路产业的地位越来越重要，它已成为事关国民经济、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。

门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，CMOS门电路作为目前应用最广的门电路之一，掌握CMOS门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。

CMOS门电路是以金属—氧化物—半导体场效应晶体管作为开关器件的集成电路。

与TTL门电路相仿，在CMOS门电路的定型产品中有反相器（非门）、与门、或门、与非门、或非门、与或非门和异或门几种常见的类型。

输入端、输出端的电路结构也分为多种形式，比如单端输入单端输出、双端输入单端输出、三输入、四输入等。

五、致谢四年的大学生活接近尾声，首先，要感谢所有教过我的老师，不论是在学习，还是在生活上，谢谢您们付出的点点滴滴，指引我前进的道路。