集成电路版图设计(反向提取与正向设计)
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集成电路设计综合实验报告
班级：微电子学1201班
姓名：
学号：
日期：2016年元月13日
一.实验目的
1、培养从版图提取电路的能力
2、学习版图设计的方法和技巧
3、复习和巩固基本的数字单元电路设计
4、学习并掌握集成电路设计流程
二.实验内容
1. 反向提取给定电路模块（如下图所示），要求画出电路原理图，分析出其所完成的逻
辑功能，并进行仿真验证；再画出该电路的版图，完成DRC验证。
2. 设计一个CMOS结构的二选一选择器。
（1）根据二选一选择器功能，分析其逻辑关系。
（2）根据其逻辑关系，构建CMOS结构的电路图。
（3）利用EDA工具画出其相应版图。
（4）利用几何设计规则文件进行在线DRC验证并修改版图。
三.实验原理
1. 反向提取给定电路模块
方法一:直接将版图整体提取（如下图）。其缺点：过程繁杂,所提取的电路不够直观,
不易很快分析出其电路原理及实现功能。
直接提取的整体电路结构图
方法二：将版图作模块化提取，所提取的各个模块再生成symbol，最后将symbol按版图连接方式组合成完整电路结构（如下图）。其优点：使电路结构更简洁
直观、结构严谨、层次清晰，更易于分析其原理及所实现的功能。
CMOS反相器模块CMOS反相器的symbol
CMOS传输门模块 CMOS传输门的symbol
CMOS三态门模块 CMOS三态门的symbol
CMOS与非门模块 CMOS与非门的symbol
各模块symbol按版图连接方式组合而成的整体电路
经分析可知，其为一个带使能端的D锁存器，逻辑功能如下:
①当A=1，CP=0时，Q=D，Q—=；
②当A=1，CP=1时，Q、Q—保持；
③当A=0，Q=0，=1。
2.CMOS结构的二选一选择器
二选一选择器（mux2）的电路如图所示，它的逻辑功能是：
①当sel=1时，选择输入A通过，Y=A；
②当sel=0时，选择输入B通过，Y=B。
二选一选择器（mux2）由三个与非门（nand）和一个反相器（inv）构成(利用实验1 的与非门和反相器symbol即可)。
CMOS结构的二选一选择器整体电路
按照层次化设计方法，mux2的版图层次如下图所示，有底层的PMOS管和NMOS管组成高一级的与非门和反相器，加上布局mux2的连接线，在组成顶级的mux2版图。
四.实验步骤
1.反向提取给定电路模块
方法一：
①将给定版图反向提取出整体电路图，理论分析其逻辑功能。
②在CIW中File→New→Library，设置新库名DSC。
③在CIW或Library Menager，选File→New→CellView...，建立schematic。
④Add→Instance...添加器件，Add→Wire连线...画出电路图。
⑤Tool→Analog Environment...设置参数进行仿真，分析仿真波形验证前期理论分析的电路逻辑功能。
⑥在CIW中File→New→CellView...，建立layout。
⑦按照版图设计规则完成版图。
⑧进行DRC验证。
方法二：
①将给定版图按模块化反向提取出各模块电路图，理论分析其逻辑功能。
②在CIW中File→New→Library，设置新库名DSC。
③在CIW或Library Menager，选File→New→CellView...，建立schematic。
④Add→Instance...添加器件，Add→Wire连线...画出电路图。
⑤Tool→Analog Environment...设置参数进行仿真，分析仿真波形验证前期理论分析的电路逻辑功能。
⑥Design→Create CellView→From CellView...建立symbol。
⑦重复上述3-6步骤，生成各个模块的symbol。
⑧再在CIW或Library Menager，选File→New→CellView...，建立总的schematic。
⑨添加各模块symbol组合成完整电路，理论分析其逻辑功能。
⑩Tool→Analog Environment...设置参数进行仿真，分析仿真波形验证前期理论分析的电路逻辑功能。
⑪在CIW中File→New→CellView...，建立layout。
⑫按照版图设计规则完成版图。
⑬进行DRC验证。
2. CMOS结构的二选一选择器
①根据要求设计出CMOS结构的二选一选择器的电路原理图。
②在CIW中File→New→Library，设置新库名mux2。
③在CIW或Library Menager，选File→New→CellView...，建立schematic。
④直接调用实验一生成的与非门和反相器的symbol，组合成此设计的电路图。
⑤Tool→Analog Environment...设置参数进行仿真，分析仿真波形验证是否实现了设计电路的逻辑功能。
⑥在CIW中File→New→CellView...，建立layout。
⑦按照版图设计规则完成版图。
⑧进行DRC验证。
五.实验结果
1.反向提取给定电路模块
方法一：直接将版图整体提取。
①整体提取的电路如下
②电路仿真波形如下