一位全加器电路版图设计-11页精选文档
一位全加器的设计
一位全加器的设计一．实验目的1．掌握原理图输入设计。
2．利用一位半加器实现一位全加器。
二．实验原理1．一位半加器输入a，b；输出co，so；其中co为进位输出；so为和的输出；真值表如下图所示。
2．一位全加器真值表如下图所示。
三．实验内容1．以原理图输入作为设计输入，设计半加器。
2．利用设计好的半加器，实现全加器的设计。
3．通过仿真，观察设计的正确性。
4．仿真完成后，将原理图设计转换为VHDL文件。
四．设计提示仔细阅读真值表，思考如何将半加器设计为全加器。
五．实验报告要求1．写出原理图设计。
（半加器电路原理图）（全加器原理图）2．分析设计过程。
用两个半加器构成全加器。
3．记录仿真波形，保存生成的元件以及RTL，将原理图文件转变为VHDL文件。
（全加器仿真图）(符号元件)(全加器RTL)（全加器VHDL文件）LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY work;ENTITY quan2 ISPORT(a : IN STD_LOGIC;b : IN STD_LOGIC;c : IN STD_LOGIC;ci : OUT STD_LOGIC;si : OUT STD_LOGIC);END quan2;ARCHITECTURE bdf_type OF quan2 ISCOMPONENT quanPORT(a : IN STD_LOGIC;b : IN STD_LOGIC;co : OUT STD_LOGIC;so : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_0 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_1 : STD_LOGIC;SIGNAL SYNTHESIZED_WIRE_2 : STD_LOGIC;BEGINb2v_inst : quanPORT MAP(a => a,b => b,co => SYNTHESIZED_WIRE_2,so => SYNTHESIZED_WIRE_0);b2v_inst1 : quanPORT MAP(a => SYNTHESIZED_WIRE_0,b => c,co => SYNTHESIZED_WIRE_1,so => si);ci <= SYNTHESIZED_WIRE_1 OR SYNTHESIZED_WIRE_2;END bdf_type;4．书写实验报告时要结构合理，层次分明，在分析描述的时候，注意语言的流畅。
1位全加器的电路和版图设计解析
集成电路设计基础论文题目：CMOS全加器设计学院：信息科学与工程学院专业：集成电路工程姓名：耿烨亮学号：1311082135CMOS全加器设计摘要：现代社会随着电路的集成度越来越高，功耗和信号延迟成为超大规模集成电路的关键。
加法运算是数字系统中最基本的运算，为了更好地利用加法器实现减法、乘法、除法等运算，需要对全加器进行功能仿真设计和分析。
另外通过全加器可以对其它相关电路有所了解。
因此只有深刻理解了全加器的性能才能进一步减小功耗和信号延迟[1]。
本文用对一位全加器进行了全面的分析。
并且通过使用Cadence公司的工具IC 5141与Hspice来实现全定制的整个设计流程。
关键词：全加器；全定制；CadenceAs the circuit’s integration is increasing in the modern society，Power consumption and signal delay is crucial to the design of high-performance very large scale integration circuits. Addition operation is the basic operation of the digital system, In order to achieve much better use of the adder subtraction, multiplication, division and other operations, The need for full adder functional simulation design and analysis is necessary .what’s more, we can understand the other related circuitry through the full adder , Therefore, only a deep understanding of the performance of the full adder can we reduce the power consumption and signal delay.The paper has a comprehensive analysis to the full adder. And through the use of Cadence tool IC 5141 and Hspice to achieve full custom throughout the design process.Key words: the full adder ; Full – Custom; Cadence集成电路设计方法大致可分为定制（Custom）、半定制（Semi-custom）、可编程逻辑器件（PLD）等设计方法，如图1.1所示。
1位全加器的设计
1位全加器的设计一、实验目的1.熟悉QUARTUSII软件的使用；2.熟悉实验箱的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。
二、实验原理及说明由数字电路知识可知，一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，其原理图如图1所示。
该设计利用层次结构描述法，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验箱，其中ain,bin,cin信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，并将输入的信号连接到红色LED管LEDR0,LEDR1,LEDR2上便于观察，sum,cout信号采用绿色发光二极管LEDG0,LEDG1来显示。
图1.1 全加器原理图三、实验步骤1.在QUARTUSII软件下创建一工程，工程名为full_adder，芯片名为EP2C35F672C6注意工程路径放到指定的数据文件夹，不可放到软件安装目录中；2.新建Verilog语言文件，输入如下半加器Verilog语言源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;endmodule3.保存半加器程序为half_adder.v，进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性4.选择菜单Fil e→Create/Update→Create Symbol Files for current file，创建半加器模块；5.新建一原理图文件，在原理图中调用半加器、或门模块和输入，输出引脚，按照图1所示连接电路。
并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端，便于观察。
完成后另保存full_adder。
6.对设计进行全编译，如出现错误请按照错误提示进行修改。
7.分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能。
9.下载采用JATG方式进行下载，通过SW0,SW1,SW2输入，观察的LEDR[0]，LEDR[1]，LEDR[2]，LEDG[0]，LEDG[1]亮灭验证全加器的逻辑功能。
一位全加器
END ENTITY f_adder;ARCHITECTURE fd1 OF f_adder ISCOMPONENT h_adderPORT ( a，b : IN STD_LOGIC;co，so : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT ；COMPONENT or2aPORT (a，b : IN STD_LOGIC;c : OUT STD_LOGIC);END COMPONENT；SIGNAL d，e，f : STD_LOGIC;BEGINu1 : h_adder PORT MAP(a=>ain，b=>bin，co=>d，so=>e);u2 : h_adder PORT MAP(a=>e， b=>cin， co=>f，so=>sum); u3 : or2a PORT MAP(a=>d， b=>f， c=>cout);END ARCHITECTURE fd1;（2）LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY h_adder ISPORT (a, b : IN STD_LOGIC;co, so : OUT STD_LOGIC);END ENTITY h_adder;ARCHITECTURE fh1 OF h_adder isSIGNAL abc : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0) ;BEGINabc <= a & b ;PROCESS(abc)BEGINCASE abc ISWHEN "00" => so<='0'; co<='0' ;WHEN "01" => so<='1'; co<='0' ;WHEN "10" => so<='1'; co<='0' ;WHEN "11" => so<='0'; co<='1' ;WHEN OTHERS => NULL ;END CASE;END PROCESS;END ARCHITECTURE fh1 ;（3）LIBRARY IEEE ;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY or2a ISPORT (a, b :IN STD_LOGIC;c : OUT STD_LOGIC );END ENTITY or2a；ARCHITECTURE one OF or2a ISBEGINc <= a OR b ;END ARCHITECTURE one五、实验仿真、结果及分析1.仿真结果如图2.结果及分析：该一位加法器是由两个半加器组成，在半加器的基础上，采用元件的调用和例化语句，将元件连接起来，而实现全加器的VHDL编程和整体功能。
全加器逻辑电路图
全加器逻辑电路图
全加器英语名称为full-adder，是用门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路，称为一位全加器。
一位全加器可以处理低位进位，并输出本位加法进位。
多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。
常用二进制四位全加器74LS283。
逻辑电路图设计如下：
一位全加器(FA)的逻辑表达式为：
S=A⊕B⊕Cin
Co=(A⊕B)Cin+AB
其中A,B为要相加的数，Cin为进位输入；S为和，Co是进位输出；
如果要实现多位加法可以进行级联，就是串起来使用；比如32位+32位，就需要32个全加器；这种级联就是串行结构速度慢，如果要并行快速相加可以用超前进位加法。
扩展资料：
全加器是组合逻辑电路中最常见也最实用的一种，考虑低位进位的加法运算就是全加运算，实现全加运算的电路称为全加器。
而其功能设计可以根据组合逻辑电路的设计方法来完成。
通过逻辑门、74LS138译码器、74LS153D数据选择器来实现一位全加器的电路设计，并且实现扩展的两位全加器电路。
并且Multisim是一个专门用于电路设计与仿真的工具软件。
实验一 原理图法设计一位全加器
实验一原理图法设计一位全加器一．实验目的1．学习并掌握QUARTUS II 软件的基本操作。
2．学习在QUARTUS II下用原理图输入法设计简单逻辑电路与功能仿真的方法。
二．实验仪器设备1．PC机一台2．QUARTUS II 6.0。
三．实验要求1．预习教材中的相关内容，画出一位全加器的原理图。
2．学习QUARTUS II软件的使用。
3．用图形输入方式完成电路设计，编译、仿真。
四．实验内容及参考实验步骤一、设计输入1、开机，进入QUARTUS II。
2、为本工程设计建立一个文件夹。
3、建立半加器设计文件。
选择File菜单之New项，选择文件类型，本设计选择Block Diagram /Schematic File ,建立一个图形编辑文件.4、输入元器件。
在图形编辑区右击鼠标，选择Insert , Symbol 项。
从Symbol Libraries项中选择primitives库，然后选择相应的元件和输入输出引脚。
（或直接在Symbol Name 中输入所需元件的名称进行选取）。
5、连接。
将各元件用鼠标按图1连接。
图1 半加器原理图6、输入引脚名称。
在引脚的PIN_NAME处左键双击使之变黑，键入引脚名称。
7、保存文件。
选择File菜单之Save项,将文件存入本工程文件夹内。
二、创建工程并编译1、创建一个新的工程，将半加器文件加入工程。
2、编译。
点击Start Compilation按钮进行编译。
如果发现错误，改正后再次编译。
三、仿真1、建立波形文件。
选择File菜单之New项，选择Other Fles中的V ector Waveform File文件类型，建立一个波形文件2、设定仿真时间。
选择菜单Edit的End Time ….项设定仿真时间域。
例如1us.3、输入端口信号。
选择菜单View的Utility Windows项的Node Finder选项，在弹出得出的对话框中单击List按钮，将需要的端口信号拖倒波形编辑器中。
1位全加器电路设计
1位全加器电路设计实验一 1位全加器电路的设计一、实验目的1、学会利用Quartus ?软件的原理图输入方法设计简单的逻辑电路;2、熟悉利用Quartus ?软件对设计电路进行仿真的方法;3、理解层次化的设计方法。
二、实验内容1、用原理图输入方法设计完成一个半加器电路。
并进行编译与仿真。
2、设计一个由半加器构成1位全加器的原理图电路，并进行编译与仿真。
3、设计一个由1位全加器构成4位加法器的原理图电路，并进行编译与仿真。
三、实验步骤1. 使用Quartus建立工程项目从【开始】>>【程序】>>【ALtera】>>【QuartusII6.0】打开Quartus软件，界面如图1-1示。
图1-1 Quartus软件界面在图1-1中从【File】>>【New Project Wizard...】新建工程项目，出现新建项目向导New Project Wizard 对话框如图1-2所示。
该对话框说明新建工程应该完成的1工作。
在图1-2中点击NEXT 进入新建项目目录、项目名称和顶层实体对话框，如图1-3 所示，顶层实体名与项目名可以不同，也可以不同。
输入项目目录如E:\0512301\ first、工程项目名称和顶层实体名同为fadder。
图1-2 新建工程向导说明对话框2图1-3 新建工程目录、项目名、顶层实体名对话框接着点击NEXT 进入新建添加文件对话框如图1-4所示。
这里是新建工程，暂无输入文件，直接点击NEXT 进入器件选择对话框如图1-5所示。
这里选择Cyclone系列的EP1C6Q240C8。
图1-4 新建添加文件对话框3图1-5器件选择对话框点击NEXT 进入添加第三方EDA开发工具对话框如图1-6所示。
4图1-6 添加第三方EDA开发工具对话框本实验只利用Quartus集成环境开发，不使用其它EDA开发工具，直接点击NEXT 进入工程信息报告对话框如图1-7所示。
全加器的设计
学号S201001002
理工大学通信工程学院
课堂作业
课程名称：现代数字系统设计
姓名：陈志伟
专业ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电路与系统
部别：研究生三队
指导教员：王金明
input a,b,cin;
output sum,cout;
assign sum=a^b^cin;
assign cout=(a&b)|(b&cin)|(a&cin);
endmodule
2.3行为描述
module add1(a,b,cin,sum,cout);
input a,b,cin;
output reg sum,cout;
input a,b,cin;
output sum,cout;
wire s1,m1,m2,m3;
and(m1,a,b),(m2,b,cin),(m3,a,cin);
xor(s1,a,b),(sum,s1,cin);
or(cout,m1,m2,m3);
endmodule
2.2数据流描述
module add1(a,b,cin,sum,cout);
1位全加器的电路图及模块如图1、图2所示。输入信号：被加数a；加数b；低位进位cin。输出信号：和数sum；进位cout。
图1 1位全加器电路图
图21位全加器模块图
2设计方法
分别采用门级结构描述、数据流描述、行为描述等三种方法，利用Verilog HDL语言进行描述。代码如下：
2.1门级结构描述
数字电路实验报告-组合逻辑电路的设计：一位全加器
Si
Ci
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
描述
一位全加器的表达式如下：
Si=Ai⊕Bi⊕Ci-1
实验仪器
1.电子技术综合实验箱
2.芯片74LS86、74LS08、74LS32
实验内容及步骤
各芯片的管脚图如下图所示：
一位全加器逻辑电路图如下所示：
1.按上图连线
电学实验报告模板
电学虚拟仿真实验室
实验名称
组合逻辑电路的设计：一位全加器
实验目的
1.学习组合逻辑电路的设计方法
2.掌握组合逻辑电路的调试方法
实验原理
真值表
一位全加器的真值表如下图，其中Ai为被加数，Bi为加数，相邻低位来的进位数为Ci-1，输出本位和为Si。向相邻高位进位数为Ci
输入
输出
Ci-1
Ai
2.测试其逻辑功能，并记录数据
实验结果及分析
实验数据：
Ci-1
Ai
Bi
Si
Ci
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
10010 Nhomakorabea1
0
1
0
1
一位全加器原理图输入设计
第8章EDA实验8.1 关于EDA实验开发系统EDA实验开发系统不是我们学习的对象，而是学习的工具。
各高校使用的EDA实验开发系统各不相同，各实验系统开发商均提供了线路连接图和引脚对应表，在教材中就不一一重复了（我们可以提供部分产品线路连接图和引脚对应表的电子文档）。
另外EDA实验开发系统售价不菲，为方便大家学习,我们还为读者准备了基于MAX EPM7128芯片的实验板以及PCB图，读者自己组装成本在百元以内，可以做大部分基础实验，随着读者学习的深入，你也可以设计一个简单的实验板。
欢迎来函索取。
8.2 EDA实验EDA技术是一门实践性很强的学科，它包涵内容多，涉及知识面广。
学而不练是学不会的，请大家注重实践、积累经验，早日EDA技术成为高手。
8.2.1 一位全加器原理图输入设计1. 实验目的1)熟悉EDA设计流程；2)熟悉Max+plusII工具软件。
2. 实验内容1) 建立文件夹建立自己的文件夹（目录），如c:\myeda，进入Windows操作系统●MAX+plus II不能识别中文，文件及文件夹名不能用中文。
2) 原理图设计输入打开MAX+plus II，选菜单File→New，在弹出的File Type窗口中选择Graphic editor File项，按OK后打开原理图编辑窗。
(1) 放置元件在原理图编辑窗中的任何一个空白处双击鼠标左键或单击右键,跳出一个选择窗，选择此窗中的Enter Symbol项输入元件，出现元件选择窗口。
元件选择窗口窗口中Symbol Libraries:的路径c:\maxplus2\max2lib\prim下为基本逻辑元件库，双击之，在Symbol Files:下出现prim中的所有元件，选中你需要的元件（如：二与门，即and2）；或者在Symbol Name:中直接输入元件名称（and2），单击OK键。
你需要的元件（and2）会出现在原理图编辑窗中。
为了设计半加器，分别调入元件and2、not、xnor、input和output。
实验二1位全加器的设计（VHDL）
实验二1位全加器的设计（VHDL）
实验二1位全加器的设计（VHDL）
一、实验目的
1、掌握MAX+PLUSII 10.2软件的使用流程。
2、掌握设计文本输入方法。
3、熟悉ZY11EDA13BE型实验箱的开关按键模块，LED显示模块。
二、实验内容
在MAX+PLUSII 10.2软件中使用文本输入方法设计并实现一个1位全加器。
三、实验仪器
1、ZY11EDA13BE型实验箱通用编程模块，配置模块，开关按键模块，LED显示模块。
2、并口延长线，JTAG延长线。
3、安装MAX+PLUSII 10.2软件的PC机。
四、实验原理
根据实验一的全加器原理，用VHDL分别描述半加器和或门，使用元件例化语句实现全加器的描述。
五、实验注意事项：
实验指导书中所有实验内容都是针对主板系统的核心芯片EP1K30QC208-2来设计的，实验原理中提供了管脚分配情况，管脚分配好后必须通过成功编译才可以下载配置。
六、实验步骤：
步骤1：为本项工程设计建立文件夹。
步骤2：输入设计项目原理图，并存盘。
步骤3：将设计项目设置成工程文件：
步骤4:选择目标器件并编译
步骤5：时序仿真
步骤6：创建默认的逻辑符号：选莱单File\Create Default Symbol（只在底层设计中使用）。
步骤7：引脚锁定
步骤8：连接设备：
步骤9：下载配置文件到目标芯片。
步骤10：逻辑验证
七、实验报告
1、列出半加器和全加器的真值表。
2、列举出不同方式的VHDL1位全加器的描述。
1位全加器的电路和版图设计
集成电路设计基础论文题目：CMOS全加器设计学院：信息科学和工程学院专业：集成电路工程姓名：耿烨亮学号：1311082135CMOS全加器设计摘要：现代社会随着电路的集成度越来越高，功耗和信号延迟成为超大规模集成电路的关键。
加法运算是数字系统中最基本的运算，为了更好地利用加法器实现减法、乘法、除法等运算，需要对全加器进行功能仿真设计和分析。
另外通过全加器可以对其它相关电路有所了解。
因此只有深刻理解了全加器的性能才能进一步减小功耗和信号延迟[1]。
本文用对一位全加器进行了全面的分析。
并且通过使用Cadence公司的工具IC 5141和Hspice来实现全定制的整个设计流程。
关键词：全加器；全定制；CadenceAbstract:As the circuit’s integration is increasing in the modern society，Power consumption and signal delay is crucial to the design of high-performance very large scale integration circuits. Addition operation is the basic operation of the digital system, In order to achieve much better use of the adder subtraction, multiplication, division and other operations, The need for full adder functional simulation design and analysis is necessary .what’s more, we can understand the other related circuitry through the full adder , Therefore, only a deep understanding of theperformance of the full adder can we reduce the power consumption and signal delay. The paper has a comprehensive analysis to the full adder. And through the use of Cadence tool IC 5141 and Hspice to achieve full custom throughout the design process.Key words: the full adder ; Full – Custom; Cadence1: 引言集成电路设计方法大致可分为定制（Custom ）、半定制（Semi-custom ）、可编程逻辑器件（PLD ）等设计方法，如图1.1所示。
1位全加器原理图输入设计
1位全加器原理图输入设计一、实验目的掌握运用MAX+plusII原理图编辑器进行简单电路系统设计的方法。
了解利用MAX+plusII进行电路系统设计的一般流程掌握1位全加器原理图输入设计的基本方法及过程学会对实验板上的FPGA/CPLD进行编程下载，用硬件验证所设计的项目。
二、实验原理一位全加可以由用两个半加器及一个与门连接而成，因此需要先设计一个半加器，根据原理图输入设计方法进行顶层元件设计和层次化设计的步骤设计全加器。
实验步骤：半加器设计1、为本项设计建立文件夹2、输入设计项目和存盘（1）打开Mux+plusII，选菜单File→New，在弹出的File Type 窗中选原理图编辑输入项Graphic editor File，按OK后将打开原理图编辑窗。
（2）在原理图编辑窗中的任何一个位置上点鼠标右键，将跳出一个选择窗，选择此窗中的输入元件项Enter Symbol，于是将跳出输入元件选择窗。
（3）用鼠标双击文件库“Symbol Libraries”中的c:\ maxplu2\max2lib\prim 项,在Symbol Files窗中即可看到基本逻辑元件库prim中的所有元件，但也可以在Symbol Name窗中用键盘直接输入所需元件名，在按OK键，即可将元件调入原理图编辑窗中。
分别调入元件and2、not、xnor、input和output并连接好。
然后用鼠标分别在input和output的PIN－NAME上双击使其变黑色，再用键盘分别输入各引脚名。
根据半加器原理图输入设计半加器。
并另存（Save As）在为本设计建立的文件夹中。
（注意后缀为.gdf，文件名可用设计者认为合适的任何英文名）。
3、将设计项目设置成工程文件将半加器设置为工程文件。
（为了使Max+plusII能对输入的设计项目按设计者的要求进行各项处理，必须将设计文件，设置成Project。
如果设计项目由多个设计文件组成，则应该将它们的主文件，即顶层文件设置成Project。
FPGA一位全加器设计
实验一一位全加器的设计一．实验目的1.熟悉QUARTUSII软件的使用；2.熟悉实验硬件平台的使用；3.掌握利用层次结构描述法设计电路。
二．实验原理由于一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；从输出的波形图来验证半加器正确性，然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；。
从全加器的波形图来验证全加器正确性。
三．实验步骤1.在QUARTUSII软件下创建一工程，工程名为full_adder，芯片名为****（查看硬件平台）；2.新建Verilog语言文件，输入如下半加器Verilog语言源程序；module half_adder(a,b,s,co);input a,b;output s,co;wire s,co;assign co=a & b;assign s=a ^ b;Endmodule3.保存半加器程序为half_adder.v，进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性。
其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示仿真前的波形：仿真后的波形：4.选择菜单Fil e→Create/Update→Create Symbol Files for current file，创建半加器模块；5.新建一原理图文件，在原理图中调用半加器、或门模块和输入，输出引脚，按照图1所示连接电路。
并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端，便于观察。
完成后另保存full_adder。
电路图如下6.对设计进行全编译，然后分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能。
其初始值、功能仿真波形和时序仿真波形分别如下所示四．思考题1.为什么在实验步骤3中，将半加器保存为half_adder，可否保存为full_adder？答：不能，因为在程序中，module half_adder(a,b,s,co)已经给程序定义了一个名字叫half_adder，VHDL语言中，要求程序名与实体名一致，因此保存的文件名必须和程序名一致，否则在编译程序的时候就会出现错误。
一位全加器版图设计与模拟
本科毕业设计论文题目一位全加器版图设计与模拟专业名称电子科学与技术学生姓名张戡指导教师保慧琴毕业时间2014年6月毕业一、题目一位全加器版图设计与模拟二、指导思想和目的要求对一位全加器的版图设计与模拟进行研究，从而对版图设计的重点、要点、难点进行分析掌握，同时对全加器工作原理有更深入的了解，为之后其他器件版图设计积累经验。
了解一位全加器工作原理及运作特性，利用L-edit 软件制作全加器原理电路图；学习L-edit 软件操作与调试，阅读软件说明了解常用器件架构中各部最小尺寸与最小间隔；运用L-edit 软件绘制一位全加器版图，使版图符合规范结构完整正确并对其进行仿真得到正确完整的仿真结果；最后对版图进行优化使得所绘版图为符合L-edit 软件要求的最小版图器件并再次进行仿真得出结果总结心得。
三、主要技术指标对两个一位二进制数及来自低位的“进位”进行相加，产生本位“和”及向高位“进位”。
全加器有三个输入端，二个输出端，其真值表如下所示。
其中Ai 、Bi 分别是被加数、加数，Ci-1是低位进位，Si 为本位全加和，Ci 为本位向高位的进位。
四、进度和要求五、主要参考书及参考资料[1] Christopher Saint，Judy Saint. 集成电路版图基础—实用指南[J].清华大学出版社，2006.10 （2）:132-145.[2] R.Jacob BakerHarry W. Li/David E. Boyce. CMOS电路设计[M].技术出版社，2006.01.[3] Alan Hastings. 模拟电路版图艺术[M]. 清华大学出版社，2007.09.[4] P.E.艾伦.D.R. CMOS模拟电路设[M]. 科学出版社，1995.02.[5] 曾庆贵.集成电路版图设计[M]. 机械工业出版社，2008.02.学生张戡指导教师保慧琴系主任张会生摘要集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节，集成电路版图设计是指把一张经过设计电子电路图用于集成电路制造的光刻掩膜图形，再经过工艺加工制造出能够实际应用的集成电路。
一位全加器的设计
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------一位全加器的设计一位全加器的设计 1 引言 1 1.1 发展历史与现状.. 1 1.2 研究目的与意义.. 2 1.3 全加器的发展前景.. 2 2 设计内容 3 2.1 真值表 ... 3 2.2 10 管全加器的电路图4 2.3 导出网表. 5 3 电路仿真及分析.. 6 3.1 10 管全加器仿真波形.. 6 3.2 10 管全加器的功耗和延迟.. 6 4 参考文献 7 1 引言由于运算电路的最基本单元是全加器电路，为了能使高速运算电路功耗更加低，传输速度更快，只能继续研究设计功耗更加低，性能更加优越的全加器。
所以提高高速数字集成运算电路性能最关键是要全面的优化全加器的性能。
在一些全加器设计中，同或门和异或门构成了全加器的基本构建块，优化基础构建块的性能可以显著提高整个全加器的性能。
实践证明，减少晶体管的数量可以有效提高全加器的速度，降低功耗，降低传输延迟。
本文提出了一种新型 3 管同或门和异或门制作的 10 管全加器的新颖设计。
较少的晶体管数量保证了较小的功耗，而且芯片面积也可以大大降低，同时保证了较小的传输延迟。
对其功耗和延迟可以利用 Hspice 软件进行仿真。
1.1 发展历史与现状由于芯片设计以及时代发展的需要，全加1 / 6器电路经历了多种不同结构的发展演变。
由 28 个晶体管组成的是比较传统早期的全加器，虽然在信号输出方面比较稳定，但是由于存在过多的晶体管所以其功耗和延迟还有芯片面积都比较大，因此很快在研究过程中被淘汰。
再后来陆陆续续出现了 20 管的、16 管的、14 管的等等。
并且功耗和延迟也都逐渐控制得较为出色。
由此我们可以看出全加器的发展趋势是晶体管数目在不断减少，芯片的面积也越来越小，并且现在研究的重点是如何降低功耗延迟积。
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目录1 绪论 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计目标 (1)2一位全加器电路原理图编辑 (2)2.1 一位全加器电路结构 (2)2.2 一位全加器电路仿真分析波形 (2)2.3 一位全加器电路的版图绘制 (3)2.4一位全加器版图电路仿真并分析波形 (3)2.5 LVS检查匹配 (3)总结 (4)参考文献 (4)附录一：电路原理图网表 (5)附录二：版图网表 (6)1 绪论1.1 设计背景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。
早期的集成电路版图编辑器L-Edit在国内已具有很高的知名度。
Tanner EDA Tools 也是在L-Edit的基础上建立起来的。
整个设计工具总体上可以归纳为电路设计级和版图设计级两大部分，即以S-Edit为核心的集成电路设计、模拟、验证模块和以L-Edit为核心的集成电路版图编辑与自动布图布线模块。
Tanner软件包括S-Edit，T-Spice， L-Edit与LVS[1]。
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-Edit Pro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、精确的设计系统。
1.2 设计目标1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑一位全加器电路原理图2.用tanner软件中的TSpice对一位全加器的电路进行仿真并分析波形3.用tanner软件中的版图编辑器L-Edit进行一位全加器电路的版图绘制，并进行DRC验证4.用tanner软件中的TSpice对一位全加器的版图进行仿真并分析波形5.用tanner软件的layout-Edit中的lvs功能对一位全加器进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度2一位全加器电路原理图编辑2.1 一位全加器电路结构一位全加器电路是数据运算和数字信号处理中应用最广泛的组合模块之一。
全加器电路由传统的CMOS电路构成，整个电路分为4行，P管与N管各两行。
由于进位电路的器件数少，用第2和第3行组成进位电路的前级，第1行和第4行组成求和电路的前级。
由于第2、3行的器件比1、4少，其有源区水平方向的长度比第1、4行短，可以让多晶C从第1行延伸到第4行而不跨越第2.3行的有源区，避免了形成寄生MOS管的可能。
PMOS管的衬底连接系统最高电位，NMOS管的衬底连接系统的最低电位[2]。
电路原理图如图2.1所示：图2.1 一位全加器电路原理图2.2 一位全加器电路仿真分析波形给一位全加器电路网表输入高电平电源电压VDD和低电平GND，添加库，加入激励，再进行瞬态分析[3]，.include F:\13\tanner\TSpice70\models\ml2_125.mdvvdd VDD GND 5va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n)vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 60n 120n)vc C GND PULSE (0 5 0 5n 5n 70n 140n).tran/op 10n 400n method=bdf.print tran v(A) v(B) v(C) v(SUM) v(CO)对一位全加器电路进行TSpice进行仿真，分析输出波形与自己设计电路的逻辑功能是否一致。
波形图如下图2.2所示：图2.2一位全加器电路原理图输入输出仿真波形2.3 一位全加器电路的版图绘制用L-Edit版图绘制软件对一位全加器电路进行版图绘制，同时进行DRC检查，对于进位和求和的输出反相器都采用了比较大的宽长比，进位从左面输出，求和从右面输出，整个版图的宽度和长度显得比较适中。
一位全加器版图如图 2.3所示：图2.3 一位全加器电路版图及DRC验证结果2.4一位全加器版图电路仿真并分析波形给一位全加器版图网表输入高电平电源电压VDD和低电平GND，添加库，加入激励，再进行瞬态分析，.include F:\13\tanner\TSpice70\models\ml2_125.mdvvdd VDD GND 5va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n)vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 60n 120n)vc C GND PULSE (0 5 0 5n 5n 70n 140n).tran/op 10n 400n method=bdf.print tran v(A) v(B) v(C) v(SUM) v(CO)对一位全加器版图进行TSpice进行仿真，分析输出波形与自己设计电路的逻辑功能是否一致。
波形图如下图2.4所示：图2.4一位全加器版图输入输出仿真波形2.5 LVS检查匹配用layout-Edit中的lvs对一位全加器进行LVS检查验证，首先添加输入输出文件，选择要查看的输出，分析输出结果检查一位全加器电路原理图与版图的匹配程度；输出结果如下图2.5所示：图2.5 一位全加器LVS检查匹配图由上图的Circuits are equal.可得电路原理图和版图完全匹配。
总结本次版图课程设计使用tanner软件绘出一位全加器的电路原理图，版图并进行仿真与匹配检查。
在绘制电路原理图过程中，由于改错了EXPORT netlist 的路径，所以在导出网表的时候出现问题，把原来的库文件给覆盖了，最后复制新的库文件才把问题解决了。
在绘制版图的时候要注意交叠的距离，间距，因为所要画的管子多所以尽量要节省面积，所以尽量用最小宽度来画。
最后还要进行DRC检查。
在导出网表的时候一定要先Replace Setup,如果不进行这一步那么后面不能导出网表，在lvs匹配检查的时候一定要把库文件加入电路原理图，否则在匹配的时候就会出现警告，并且在匹配检查的时候一定要把激励屏蔽。
在TSpice仿真时候要把激励加入，要仿真的时序加上，最后要分析仿真出来的波形与自己设计的电路逻辑是不是一致。
在本次的课设中在出错和改错的过程中，激起我对版图设计较强的兴趣，在实际运用中结合理论知识才能更好的融会贯通，更好的掌握和理解知识。
所以经过这次课程设计，让我对版图这门学科的理论知识和实际应用的软件使用方面有更深的认识，增强自己的综合能力。
同时要感谢张老师和同学的无私帮助，让我顺利的完成本次的设计。
参考文献[1]陆瑞强编著.Tanner Pro集成电路设计与布局实战指导.北京：科学出版社,2019.[2]王志功，窦建华等译.CMOS集成电路--分析与设计.北京：电子工业出版社（第三版）,2019.10.[3]R.Jacob Baker,Harry W Li, David E.Boyce著，陈中建主译.CMOS电路设计—布局与仿真.北京：机械工业出版社,2019.1.附录一：电路原理图网表* SPICE netlist written by S-Edit Win32 7.03* Written on Jul 2, 2019 at 19:10:56* Waveform probing commands*.probe.options probefilename="F:\13\tanner\wubingfeng110.dat"+ probesdbfile="F:\13\tanner\wubingfeng.sdb"+ probetopmodule="Module0".include F:\13\tanner\TSpice70\models\ml2_125.mdvvdd VDD GND 5va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n)vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 60n 120n)vc C GND PULSE (0 5 0 5n 5n 70n 140n).tran/op 10n 400n method=bdf.print tran v(A) v(B) v(C) v(SUM) v(CO)* Main circuit: Module0M1 Gnd B N39 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M2 sum N31 Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M3 N27 C Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M4 N27 A Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M5 N33 C N34 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M6 Gnd C N40 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M7 N34 B Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M8 N40 B N41 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M9 N39 A N33 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M10 N34 A Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M11 CO N33 Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M12 N27 B Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM13 N31 N33 N27 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM14 N41 A N31 Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM15 N29 C Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM16 Vdd C N37 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM17 Vdd B N35 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM18 N35 A N33 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM19 N29 B Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM20 N31 N33 N29 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM21 N36 B Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM22 N33 C N36 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM23 N29 A Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM24 CO N33 Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM25 N38 A N31 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM26 N37 B N38 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM27 sum N31 Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM28 N36 A Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u* End of main circuit: Module0附录二：版图网表* Circuit Extracted by Tanner Research's L-Edit Version 9.00 / Extract Version 9.00 ;* TDB File: F:\13\tanner\bantu\wubingfeng.tdb* Cell: Cell0 Version 1.134* Extract Definition File: ..\LEdit90\Samples\SPR\example1\lights.ext * Extract Date and Time: 07/02/2019 - 22:10.include F:\13\tanner\TSpice70\models\ml2_125.mdvvdd VDD GND 5va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n)vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 60n 120n)vc C GND PULSE (0 5 0 5n 5n 70n 140n).tran/op 10n 400n method=bdf.print tran v(A) v(B) v(C) v(SUM) v(CO)* Warning: Layers with Unassigned AREA Capacitance. * <Poly Resistor ID>* <Poly2 Resistor ID>* <N Diff Resistor ID>* <P Diff Resistor ID>* <P Base Resistor ID>* <N Well Resistor ID>* Warning: Layers with Unassigned FRINGE Capacitance. * <Pad Comment>* <Poly1-Poly2 Capacitor ID>* <Poly Resistor ID>* <Poly2 Resistor ID>* <N Diff Resistor ID>* <P Diff Resistor ID>* <P Base Resistor ID>* <N Well Resistor ID>* Warning: Layers with Zero Resistance.* <Pad Comment>* <Poly1-Poly2 Capacitor ID>* <NMOS Capacitor ID>* <PMOS Capacitor ID>* NODE NAME ALIASES* 1 = SUM (29,27.5)* 7 = CO (-138.5,36.5)* 12 = B (-77.5,99)* 15 = GND (20.5,34.5)* 16 = A (-85.5,99)* 17 = C (-69.5,99)* 19 = VDD (19.5,86.5)M1 SUM 2 VDD VDD PMOS L=2u W=11u* M1 DRAIN GATE SOURCE BULK (3 71 5 82)M2 2 13 10 VDD PMOS L=2u W=11u* M2 DRAIN GATE SOURCE BULK (-26 71 -24 82) M3 5 B 6 VDD PMOS L=2u W=11u* M3 DRAIN GATE SOURCE BULK (-11 71 -9 82) M4 VDD C 5 VDD PMOS L=2u W=11u* M4 DRAIN GATE SOURCE BULK (-5 71 -3 82)M5 10 C VDD VDD PMOS L=2u W=11u* M5 DRAIN GATE SOURCE BULK (-34 71 -32 82) M6 6 A 2 VDD PMOS L=2u W=11u* M6 DRAIN GATE SOURCE BULK (-17 71 -15 82) M7 SUM 2 GND GND NMOS L=2u W=6u* M7 DRAIN GATE SOURCE BULK (3 40 5 46)M8 2 13 8 GND NMOS L=2u W=6u* M8 DRAIN GATE SOURCE BULK (-26 40 -24 46) M9 3 B 4 GND NMOS L=2u W=6u* M9 DRAIN GATE SOURCE BULK (-11 40 -9 46) M10 GND C 3 GND NMOS L=2u W=6u* M10 DRAIN GATE SOURCE BULK (-5 40 -3 46) M11 8 C GND GND NMOS L=2u W=6u* M11 DRAIN GATE SOURCE BULK (-34 40 -32 46) M12 4 A 2 GND NMOS L=2u W=6u* M12 DRAIN GATE SOURCE BULK (-17 40 -15 46) M13 VDD B 10 VDD PMOS L=2u W=11u* M13 DRAIN GATE SOURCE BULK (-42 71 -40 82) M14 VDD B 18 VDD PMOS L=2u W=11u* M14 DRAIN GATE SOURCE BULK (-58 71 -56 82) M15 11 B VDD VDD PMOS L=2u W=11u* M15 DRAIN GATE SOURCE BULK (-78 71 -76 82) M16 13 C 11 VDD PMOS L=2u W=11u* M16 DRAIN GATE SOURCE BULK (-70 71 -68 82) M17 10 A VDD VDD PMOS L=2u W=11u* M17 DRAIN GATE SOURCE BULK (-50 71 -48 82) M18 18 A 13 VDD PMOS L=2u W=11u* M18 DRAIN GATE SOURCE BULK (-62 71 -60 82) M19 VDD A 11 VDD PMOS L=2u W=11u* M19 DRAIN GATE SOURCE BULK (-86 71 -84 82) M20 VDD 13 CO VDD PMOS L=2u W=11u* M20 DRAIN GATE SOURCE BULK (-106 71 -104 82) M21 GND B 8 GND NMOS L=2u W=6u* M21 DRAIN GATE SOURCE BULK (-42 40 -40 46) M22 GND B 14 GND NMOS L=2u W=6u* M22 DRAIN GATE SOURCE BULK (-58 40 -56 46) M23 9 B GND GND NMOS L=2u W=6u* M23 DRAIN GATE SOURCE BULK (-78 40 -76 46) M24 13 C 9 GND NMOS L=2u W=6u* M24 DRAIN GATE SOURCE BULK (-70 40 -68 46) M25 8 A GND GND NMOS L=2u W=6u* M25 DRAIN GATE SOURCE BULK (-50 40 -48 46) M26 14 A 13 GND NMOS L=2u W=6u* M26 DRAIN GATE SOURCE BULK (-62 40 -60 46) M27 GND A 9 GND NMOS L=2u W=6u* M27 DRAIN GATE SOURCE BULK (-86 40 -84 46)M28 GND 13 CO GND NMOS L=2u W=6u* M28 DRAIN GATE SOURCE BULK (-106 40 -104 46)* Total Nodes: 19* Total Elements: 28* Total Number of Shorted Elements not written to the SPICE file: 0 * Extract Elapsed Time: 1 seconds.END第 10 页。