三输入与非门版图设计

目录

1 绪论 (1)

1.1 设计背景 (1)

1.2 设计目标 (2)

2 三输入与非门电路原理图编辑 (3)

2.1 三输入与非门电路结构 (3)

2.2 三输入与非门电路仿真分析波形 (4)

2.3 三输入与非门电路的版图绘制 (5)

2.4 三输入与非门版图电路仿真并分析波形 (6)

2.5 LVS检查匹配 (7)

总结 (8)

参考文献 (9)

附录一：电路原理图网表 (10)

附录二：版图网表 (11)

1 绪论

1.1 设计背景

随着集成电路技术的日益进步，使得计算机辅助设计（CAD）技术已成为电路设计师不可缺少的有力工具[1]。国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，使CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如芯片版图的绘制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线等。CAD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量和精度得以保证。tanner是用来IC版图绘制软件，许多EDA系统软件的电路模拟部分是应用Spice 程序来完成的，而tanner软件是一款学习阶段应用的版图绘制软件。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。该软件功能十分强大，易学易用，包括S-Edit，T-Spice，W-Edit，L-Edit与LVS，从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。其中的L-Edit 版图编辑器在国内应用广泛，具有很高知名度。

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。

虽然SPICE开发至今已经超过20年，然而其重要性并未随着制程的进步而降低。就国内的设计环境而言，商用的SPICE模拟软件主要有Hspice、Pspice、SBTspice、SmartSpice与Tspice等。

1.2 设计目标

1.用tanner软件中的LEdit90绘制三输入与非门版图，并进行DRC验证。

2.用tanner软件中的TSpice70对三输入与非门的版图电路进行仿真并观察波

形。

3.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑三输入与非门电路原理图。

4.用tanner软件中的TSpice70对三输入与非门电路进行仿真，并观察波形。

5.用tanner软件中的lvs.exe对三输入与非门进行LVS检验观察原理图与版图的

匹配程度。

2 三输入与非门电路原理图编辑

2.1 三输入与非门电路结构

用CMOS实现三输入与非门电路，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 三输入与非门电路原理图

给三输入与非门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 "C:\Tanner\TSpice70\models\ml2_125.md"

.print tran v(A) v(B) v(C) v(Y)

.tran/op 1n 400n method=bdf

vvdd Vdd Gnd 5

Va A Gnd PULSE (0 5 40n 1n 1n 50n 100n)

Vb B Gnd PULSE (0 5 30n 1n 1n 50n 100n)

Vc C Gnd PULSE (0 5 20n 1n 1n 50n 100n)

对三输入与非门电路进行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2.2三输入与非门电路原理图输入输出仿真波形

用L-Edit版图绘制软件对三输入与非门电路进行版图绘制，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，提高了管子的驱动能力。为了使开关的上升时间与下降时间相等，PMOS的宽长比约为NMOS的3倍。进位从中间输出，求和从右面输出，整个版图的宽度和长度显得比较适中。三输入与非门版图如图2.3所示：

图2.3 三输入与非门电路版图及DRC验证结果

2.4 三输入与非门版图电路仿真并分析波形

给三输入与非门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 "C:\Tanner\TSpice70\models\ml2_125.md"

.print tran v(A) v(B) v(C) v(Y)

.tran/op 1n 400n method=bdf

vvdd Vdd Gnd 5

Va A Gnd PULSE (0 5 40n 1n 1n 50n 100n)

Vb B Gnd PULSE (0 5 30n 1n 1n 50n 100n)

Vc C Gnd PULSE (0 5 20n 1n 1n 50n 100n)

对三输入与非门版图进行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2.4三输入与非门版图输入输出仿真波形