最新异或门变同或门集成电路设计

异或门变同或门集成

电路设计

课程设计

同或门集成电路设计

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201 年月日

1 绪论

1.1 设计背景

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。

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。版图(Layout)是集成电路设计者将设计并模拟优化后的电路转化成的一系列几何图形，包含了集成电路尺寸大小、各层拓扑定义等有关器件的所有物理信息。集成电路制造厂家根据版图来制造掩膜。版图的设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不同的工艺，有不同的设计规则。设计者只有得到了厂家提供的规则以后，才能开始设计。版图在设计的过程中要进行定期的检查，避免错误的积累而导致难以修改。很多集成电路的设计软件都有设计版图的功能，L-Edit软件的的版图设计软件帮助设计者在图形方式下绘制版图。

1.2 Tanner 软件介绍

Tanner Pro 的设计流程很简单。将要设计的电路先以S-Edit编辑出电路图，再将该电路图输出成SPICE文件。接着利用T-Spice将电路图模拟并输出成SPICE文件，如果模拟结果有错误，则回到S-Edit检查电路图，如果T-Spice模拟结果无误，则以L-Edit进行布局图设计。用L-Edit进行布局图设计后要以DRC功能做设计规则检查，若违反设计规则，再将布局图进行修改直

到设计规则检查无误为止。将验证过的布局图转化成SPICE文件，再利用T-Spice模拟，若有错误，再回到L-Edit修改布局图。最后利用LVS将电路图输出的SPICE文件与布局图转化的SPICE文件进行对比，若对比结果不相等，则回去修正L-Edit或S-Edit的图。直到验证无误后，将L-Edit设计好的布局图输出成GDSII文件类型，再交由工厂去制作整个电路所需的掩膜板。

1.3 设计目标

（1）用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑同或门电路原理图。

（2）用tanner软件中的T-Spice对同或门电路进行仿真并观察波形。

（3）用tanner软件中的L-Edit绘制同或门版图，并进行DRC验证。

（4）用tanner软件中的T-Spice对同或门的版图电路进行仿真并观察波形。

（5）用tanner软件中的layout-Edit对同或门进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。

2 同或门系统设计

2.1 同或门电路设计

（1）同或电路的意义

CMOS集成电路由于工艺技术的进步以及功耗低、稳定性高、抗干扰性强、噪声容限大、可等比例缩小、以及可适应较宽的环境温度和电源电压等一系列优点，成为现在IC设计的主流技术。在CMOS集成电路设计中，同或电路的设计与应用是非常重要的。同或电路是算术逻辑单元和比较判别电路中非常重要的单元电路，已经被广泛应用于半加器、全加器、奇偶校验和逻辑比较等电路

中。用CMOS静态逻辑电路设计的同或电路功耗低、结构简单可靠、工作速度快，成为大规模集成电路芯片设计中最重要的单元电路之一。

（2）同或门功能实现

当输入A与B不同时，输出Y为0；当输入A与B相同时，输出Y为1。

同或电路可以实现逻辑异或关系，输出F与输入A、B的逻辑关系表达式为：

Y = A⊙B = AB + A_B_

其逻辑关系真值表如表1所示。

表1同或门真值表

A B Y=A⊙B=AB+A_B_

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

（3）同或门的设计

异或门：用两个CMOS反相器和一个CMOS传输门构成的异或门电路。

同或门：利用异或门和反相器组成一个同或门。反相器接异或门输出端口,把输出当做反相器的输入，就可以构成同或门了。

2.2 同或门原理路结构

（1）打开 S-Edit 程序: 打开执行在学习软件目录下的S-Edit 程序，或选择“开始---“程序”--Tanner EDA---S-Edit 命令，即可打开S-Edit

程序。

（2）选择File—New—New design建立文件，选择cell—new view建立文件，即打开了画图框。

（3）添加元件库

C:\Documents and Settings\Administrator\My

Documents\Tanner EDA\Tanner Tools v13.0\Libraries\All\All.tanner ，如图1所示。

图1添加元件库

（4）按照电路选择合适的元件，连接电路，构成原理图，如图2所示。

图2电路原理图

图2-2电路原理图说明：图中PMOS_1和NMOS_1构成第一个反相器，由电

源VDD 供电，其输出为A _

。第二个反相器由PMOS_2和NMOS_2组成，其输入为

B 。它不直接接电源VDD ，而是由A 和A _

供电，当A 为1时才正确加电而工作，

而A 为0时，第二个反向器的供电电压极性是相反的，所以截止。传输门由

PMOS_3和NMOS_3组成，其控制电压为A 和A _。第三个反相器由PMOS_4和