三输入或非门版图

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目录

1.绪论 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

1.1版图设计基础知识.............................. 错误!未定义书签。

1.2版图设计方法 0

1.3设计目标 (2)

2.三输入或非门电路 (3)

2.1三输入或非门电路结构 (3)

2.2三输入或非门电路电路仿真 (4)

2.3三输入或非门电路的版图绘制 (5)

2.4三输入或非门电路的版图电路仿真 (6)

2.5LVS检查匹配 (7)

总结 (8)

参考文献 (9)

附录一：原理图网表 (10)

附录二：版图网表 (10)

1 绪论

1.1 版图设计基础知识

集成电路从60年代开始，经历了小规模集成,中规模集成，大规模集成，到目前的超大规模集成。单个芯片上已经可以制作含几百万个晶体管的一个完整的数字系统或数模混合的电子系统。在整个设计过程中，版图（layout）设计或者称作物理设计（physical design）是其中重要的一环。他是把每个原件的电路表示转换成集合表示，同时，元件间连接的线网也被转换成几何连线图形[1]。对于复杂的版图设计，一般把版图设计分成若干个子步骤进行：

划分为了将处理问题的规模缩小，通常把整个电路划分成若干个模块。

版图规划和布局是为了每个模块和整个芯片选择一个好的布图方案。

布线完成模块间的互连，并进一步优化布线结果。

压缩是布线完成后的优化处理过程，他试图进一步减小芯片的面积。

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，必须在版图编辑后进行版图验证。版图验证包括设计规则检查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tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑带复位端的D触发器电路原理图。

2.用tanner软件中的TSpice对带复位端的D触发器电路进行仿真并观察波形。

3.用tanner软件中的L-Edit绘制带复位端的D触发器版图，并进行DRC验证。

4.用tanner软件中的TSpice对带复位端的D触发器的版图电路进行仿真并观察波形。

5.用tanner软件中的layout-Edit对带复位端的D触发器进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。

2 三输入或非门电路

2.1 三输入或非门电路结构

用CMOS实现反相器电路，PMOS和NMOS管进行全互补连接方式，栅极相连作为输入，电路上面是三个PMOS串联，电路下面是三个NMOS并联，PMOS的漏极与下面NMOS的漏极相连作为输出，POMS管的源极和衬底相连接高电平，NMOS管的源极与衬底相连接低电平；原理图如图2.1所示。

图2.1 或非门电路的原理图

2.2 三输入或非门电路仿真

使用TSpice对原理图进行仿真。

首先，生成电路网表，如图

2.带复位端的D触发器

图2.2.1 生成原理图电路网表

给或非门电路的输入端加入周期不同的脉冲。仿真中高电平为Vdd=5V，低电平为Gnd，并添加输入输出延迟时间。进行仿真，输出波形。波形图如下图

图2.2.2 三输入或非门电路输入输出波形图

2.3 三输入或非门电路的版图绘制

用L-Edit版图绘制软件对三输入或非门电路进行版图绘制，版图结果如图

图2.2.2 三输入或非门电路版图

进行DRC检测，检测是否满足设计规则。如图

图2.3 DRC验证过程及结果

2.4 三输入或非门电路的版图电路仿真

同原理图仿真相同，首先生成电路网表。如图

图2.4.1 生成版图电路网表

添加激励、电源和地，同时观察输入输出波形，波形如图

2.4带复位端的D触发器的版图电路仿真

图2.4.2 三输入或非门电路版图输入输出波形图

三输入或非门电路的版图仿真波形与原理图的仿真波形，基本一致，并且符合输入输出的逻辑关系，电路的逻辑设计正确无误。

2.5 LVS检查匹配

三输入或非门电路进行LVS检查验证，首先添加输入输出文件，选择要查看的输出，观察输出结果检查三输入或非门电路原理图与版图的匹配程度。

首先导入网表，如下图图

图2.5.1 导入网表

输出结果如图

图2.5.2 电路LVS检查匹配图

网表匹配，设计无误。