集成电路课程设计(CMOS二输入与门)

武汉理工大学《集成电路软件》课程设计

课程设计任务书

学生：王伟专业班级：电子1001班

指导教师：金根工作单位：信息工程学院

题目: 基于CMOS的二输入与门电路

初始条件：

计算机、Cadence软件、L-Edit软件

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰

写等具体要求）

1、课程设计工作量：2周

2、技术要求：

（1）学习Cadence IC软件和L-Edit软件。

（2）设计一个基于CMOS的二输入的与门电路。

（3）利用Cadence和L-Edit软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。

3、查阅至少5篇参考文献。按《理工大学课程设计工作规》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规。

时间安排：

2013.11.22布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。

2013.11.25-11.27学习Cadence IC和L-Edit软件，查阅相关资料，复习所设计容的基本理论知识。

2013.11.28-12.5对二输入与门电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。

2013.12.6 提交课程设计报告，进行答辩。

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要 (2)

绪论 (3)

一、设计要求 (4)

二、设计原理 (4)

三、设计思路 (4)

3.1、非门电路 (4)

3.2、二输入与非门电路 (6)

3.3、二输入与门电路 (8)

四、二输入与门电路设计 (9)

4.1、原理图设计 (9)

4.2、仿真分析 (10)

4.3、生成网络表 (13)

五、版图设计................................................... (20)

5.1、PMOS管版图设计 (20)

5.2、NMOS管版图设计 (22)

5.3、与门版图设计 (23)

5.4、总版图DRC检查及SPC文件的生成 (25)

六、心得体会 (28)

七、参考文献 (29)

八、附录 (30)

摘要

本文从设计到仿真以及后面的版图制作等主要用到了Cadence IC软件和L-Edit软件等。设计的题目是基于CMOS的二输入与门电路，电路设计的思路是使用一个二输入的与非门加一个反相器来实现二输入与门的功能，其中电路设计部分用的是Cadence IC软件，仿真部分主要做的是时序仿真，后面的版图制作用的是L-Edit软件，由于版图制作只使用了一个L-Edit软件，所以版图完成之后只做了一个基本的DRC检查。

关键词：CMOS门电路、与非门、非门、与门

Abstract

In this paper, from design to production simulation and the back of the map, mainly use the Cadence IC software and L - Edit software, etc. Design the topic is based on CMOS two input and gate, circuit design train of thought is to use a two input nand gate and an inverter to realize the input and the function of the door, the circuit design part with Cadence IC software, main do is timing simulation, simulation of the back of the map production using L - Edit software, due to the map making only USES a L - Edit software, so the layout is completed only done a basic DRC check.

Keywords: CMOS gate, NAND gate, NOT gate, AND gate

绪论

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。

集成电路有两种。一种是模拟集成电路。另一种是数字集成电路。从制造工艺上可以将目前使用的数字集成电路分为双极型、单极型和混合型三种。而在数字集成电路中应用最广泛的就是CMOS集成电路，CMOS集成电路出现于20世纪60年代后期，随着其制造工艺的不断进步，CMOS电路逐渐成为当前集成电路的主流产品。本课程设计讲的是数字集成电路版图设计的基本知识。然而在数字集成电路中CMOS门电路的制作是非常重要的。本文便是讨论的CMOS与门电路的设计仿真及版图等的设计。

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。

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：（1）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。

（2）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。

（3）布线完成模块间的互连，并进一步优化布线结果。

（4）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。