北大数字集成电路课件--13_SimVision图形环境
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Cadence使用手册经典
主窗口分为信息窗口 CIW、命令行以及主菜单。信息窗口会给出一些系统信息(如出 错信息,程序运行情况等)。在命令行中可以输入某些命令。如我们调用 Cadence 的命令 icfb 和一些其它命令,比较重要的有调出帮助文件的 openbook&等。
一.File 菜单 在 File 菜单下,主要的菜单项有 New、Open、Exit 等。在具体解释之前我们不妨先理 顺一下以下几个关系。library(库)的地位相当于文件夹,它用来存放一整个设计的所有数据, 像一些子单元(cell)以及子单元(cell)中的多种视图(view)。Cell(单元)可以是一个简 单的单元,像一个与非门,也可以是比较复杂的单元(由 symbol 搭建而成)。View 则包含 多种类型,常用的有 schamatic,symbol,layout,extracted,ivpcell 等等,他们各自代表什 么意思以后将会一一提到。 New 菜单项的子菜单下有 Library、Cellview 两项。Library 项打开 New Library 窗口, Cellview 项打开 Create New File 窗口,如图 1-2-1 和 1-2-2 所示。
i——在光标处插入正文; x——删除光标处的字符; :wq——存盘退出; 要记著一点,在插入态处,不能打入指令,必需先按〈Esc〉键,返回指令态。假若户不知 身处何态,也可以按〈Esc〉键,不管处于何态,都会返回指令态其它的一些命令请读者自己参 阅有关的书籍。
§ 1-2 建立可进行 SPICE 模拟的单元文件
icfb&↙(回车键),其中& 表示后台工作。Icfb 调出1-1-1Candence 主窗口 二.在 PC 机上使用 1)将 PC 机的颜色属性改为 256 色(这一步必须); 2)打开 Exceed 软件,一般选用 xstart 软件,以下是使用步骤: start method 选择 REXEC(TCP-IP) ,Programm 选择 Xwindow。Host 选择 10.13.71.32 或 10.13.71.33。host type 选择 sun。并点击后面的按钮,在弹出菜单中选择 command tool。 确认选择完毕后,点击 run! 3)在提示符 ZDASIC22> 下键入:setenv DISPLAY 本机 ip:0.0(回车) 4)在命令行中(提示符后,如:ZUEDA22>)键入以下命令
一.File 菜单 在 File 菜单下,主要的菜单项有 New、Open、Exit 等。在具体解释之前我们不妨先理 顺一下以下几个关系。library(库)的地位相当于文件夹,它用来存放一整个设计的所有数据, 像一些子单元(cell)以及子单元(cell)中的多种视图(view)。Cell(单元)可以是一个简 单的单元,像一个与非门,也可以是比较复杂的单元(由 symbol 搭建而成)。View 则包含 多种类型,常用的有 schamatic,symbol,layout,extracted,ivpcell 等等,他们各自代表什 么意思以后将会一一提到。 New 菜单项的子菜单下有 Library、Cellview 两项。Library 项打开 New Library 窗口, Cellview 项打开 Create New File 窗口,如图 1-2-1 和 1-2-2 所示。
i——在光标处插入正文; x——删除光标处的字符; :wq——存盘退出; 要记著一点,在插入态处,不能打入指令,必需先按〈Esc〉键,返回指令态。假若户不知 身处何态,也可以按〈Esc〉键,不管处于何态,都会返回指令态其它的一些命令请读者自己参 阅有关的书籍。
§ 1-2 建立可进行 SPICE 模拟的单元文件
icfb&↙(回车键),其中& 表示后台工作。Icfb 调出1-1-1Candence 主窗口 二.在 PC 机上使用 1)将 PC 机的颜色属性改为 256 色(这一步必须); 2)打开 Exceed 软件,一般选用 xstart 软件,以下是使用步骤: start method 选择 REXEC(TCP-IP) ,Programm 选择 Xwindow。Host 选择 10.13.71.32 或 10.13.71.33。host type 选择 sun。并点击后面的按钮,在弹出菜单中选择 command tool。 确认选择完毕后,点击 run! 3)在提示符 ZDASIC22> 下键入:setenv DISPLAY 本机 ip:0.0(回车) 4)在命令行中(提示符后,如:ZUEDA22>)键入以下命令
数电新5章大规模数字集成电路优秀课件
把四位二进制码作2716的低四位地址输入,同时将四位格雷码作为 对应地址的内容写入到2716中,这样便可实现二者之间的转换关系
二进制码
B3 B2 B1 B0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
集成电子技术基础教程
常用大规模数字集成电路
半导体存储器 微处理器 大规模可编程逻辑器件 大规模专用数字集成电路 (ASIC)
数电新5章大规模数字集成电路优
秀课件
1
集成电子技术基础教程
2.5.1随机存取存储器(RAM)
存储大量二进制信息的器件
❖软磁盘 ❖硬磁盘 ❖磁带机 ❖光盘 ❖半导体存储器
列地址译码器
An-1
行
An-2
地 址
译
码
A0
器
…… …… ……
…… …… I/O及读写控制
数据输入/输出 片选
I/O控制
存储体
j列 i行
存储单元
存储单元(1位) j列
i行
存储单元(多位,4位)
数电新5章大规模数字集成电路优
秀课件
5
集成电子技术基础教程
存储体或RAM的容量
❖存储单元的个数*每个存储单元中数据的位数
❖例如,一个10位地址的RAM,共有210个存储单元,若 每个存储单元存放一位二进制信息,则该RAM的容量就 是210(字)×1(位)=1024字位,通常称1K字位。
I/O缓冲
❖I/O缓冲起数据锁存作用,一般采用三态输出结构。 因此,它可与外面的数据总线相连接,方便实现信息 交换和传递
数电新5章大规模数字集成电路优
二进制码
B3 B2 B1 B0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
集成电子技术基础教程
常用大规模数字集成电路
半导体存储器 微处理器 大规模可编程逻辑器件 大规模专用数字集成电路 (ASIC)
数电新5章大规模数字集成电路优
秀课件
1
集成电子技术基础教程
2.5.1随机存取存储器(RAM)
存储大量二进制信息的器件
❖软磁盘 ❖硬磁盘 ❖磁带机 ❖光盘 ❖半导体存储器
列地址译码器
An-1
行
An-2
地 址
译
码
A0
器
…… …… ……
…… …… I/O及读写控制
数据输入/输出 片选
I/O控制
存储体
j列 i行
存储单元
存储单元(1位) j列
i行
存储单元(多位,4位)
数电新5章大规模数字集成电路优
秀课件
5
集成电子技术基础教程
存储体或RAM的容量
❖存储单元的个数*每个存储单元中数据的位数
❖例如,一个10位地址的RAM,共有210个存储单元,若 每个存储单元存放一位二进制信息,则该RAM的容量就 是210(字)×1(位)=1024字位,通常称1K字位。
I/O缓冲
❖I/O缓冲起数据锁存作用,一般采用三态输出结构。 因此,它可与外面的数据总线相连接,方便实现信息 交换和传递
数电新5章大规模数字集成电路优
常用数字集成电路 图解PPT课件
测信号Ua通过与门,然后通过对输出脉冲Uo计数即可测知Ua的频率。
26
应用
U CC
下图电路是由多 谐振荡器构成的光电 报警器,应用多谐振 荡器功能,你能分析 出该电路的工作原理 吗?
R1
R3
8
4
R2
6
2
C1
3
C2
7
1
5
0.01F
27
11.2 数模与模数转换器
数模转换器
数模与转换原理 集成数码转换器
1 3 U CC
RD
三极管V工作
uo
状态
0
0
饱和导通
1
0
饱和导通
1
保持原状态 保持原状态
1
1
截止
9
提示!
当TH>2/3,
TR 1Ucc 3
时,比较器C1输出为低电平,R
d
=0;比较器C2
输出为高电平,S D =1,基本RS触发器置0,Uo=0 Q =0,Q =1,三极管
V饱和导通。
思考?
参考上面分析,你能分析出功能表中其它几项吗?
电路进入暂稳态,此时U 0 1 。
23
3)自动返回稳定状态 当电容电压被充电至 UC 2/3UCC 时,比较器C1输出变为低电平,R D =0。
由于Ui已恢复高电平状态,比较器C2输出为高电平,S d =1,触发器置0,
Uo=0 Q=0,电路返回到稳定状态,三极管饱和负脉冲出现,又重复上述过程。
V饱和导通,电容C迅速放电至Uc=0,比较器C1输出为高电平, Rd=1,触
发器保持原状态 QU0 0不变,是稳态,Uc=0,Uo=0。
22
2) 暂稳态
当输入信号加入负脉冲,Ui 0 ,比较器C2输出低电平,S D =0,此时Rd 仍为1,触发器置1,QU0 1 , Q =0,三极管V截止,电容C又被充电,
数字集成电路 数字集成电路设计流程和设计方法PPT课件
pmos p2 (i2, il, b); pmos p3 (i3, i2, c); pmosp4 (il, vdd, b); pmos p5 (i2, il, c); pmos p6 (i3, i2, a); pmos p7 (co, vdd, i3); end module
第16页/共58页
第17页/共58页
pmos p4 (i4, vdd, b); pmos p5 (i4, vdd, a); pmos p6 (co, vdd, en); pmos n6 (co, vss, en); end module
第18页/共58页
2.2 设计描述
• 四、物理描述
•
电路的物理描述是用来定义在硅表面的物理实现,并由物理实现
数字集成电路设计总体上可分为
1.电路设计(前端设计)
电路设计是指根据对ASIC的要求或规范,从电路系统的行为描述开 始,直到设计出相应的电路图,对于数字系统来说就是设计出它的 逻辑图或逻辑网表
2.版图设计(后端设计)
版图设计就是根据逻辑网表进一步设计集成电路的物理版图,也就 是制造工艺所需的掩膜版的版图。
Verilog-HDL 描述进位算法描述
module carry (co,a,b,c); output co; input a,b,c;
wire #10 co=(a&b)|(a&c)|(b&c) end module
第11页/共58页
2.2 设计描述
• 三、结构描述
•
结构描述规定了电路系统的结构,规定了元件之间的连接关系,
第4页/共58页
2.1 设计流程
• 二、Top-Down设计
•
从电路行为到逻辑结构的转换是由逻辑综合这一步骤自动进行的。逻辑综合
第5章集成电路元器件及其SPICE模型ppt课件
任何电容仅在低于f0的频率上才会起电容作用。 经验准则是让电容工作在f0/3以下。
金属叉指结构电容
优点:不需要额 外的工艺。
特征尺寸急剧降 低,金属线条的 宽度和厚度之比 大大减小,叉指 的侧面电容占主 导地位。
PN结电容
❖ 利用PN结电容的优点也是不需要额外的工艺,但所 实现的电容有一个极性问题。
❖耗尽区
❖反型区
G
Co 沟道 Cdep
Vss
G ++++++
沟道 耗尽层 P型衬底
Vss
(a)物理结构
tox d
Cgb Co 积累区
耗尽区
1.0
反型区
(b)电容与Vgs的函数关系 0.2
0
Vgs
三、集成电感
在集成电路开始出现以后很长一段时间内, 人们一直认为电感是不能集成在芯片上的。因 为那时集成电路工作的最高频率在兆赫量级, 芯片上金属线的电感效应非常小。现在的情况 就不同了,首先,近二十年来集成电路的速度 越来越高,射频集成电路(RFIC)已经有了很 大的发展,芯片上金属结构的电感效应变得越 来越明显。芯片电感的实现成为可能。
在设计电路的时候需要非常准确地 预测出电路的性能。为了做到这一点, 需要对电路尽可能地进行精确的性能分 析(Analysis)。因为集成电路元器件 无法用实物构建,必须首先建立器件模 型,然后对用这些元器件模型所设计的 集成电路进行以分析计算为基础的电路 仿真(Simulation)。
在集成电路的晶体管级仿真方面, SPICE是主要的电路仿真程序,并已成为 工业标准。因此,集成电路设计工程师, 特别是模拟和数字混合信号集成电路设计 工程师必须掌握SPICE的应用。
金属叉指结构电容
优点:不需要额 外的工艺。
特征尺寸急剧降 低,金属线条的 宽度和厚度之比 大大减小,叉指 的侧面电容占主 导地位。
PN结电容
❖ 利用PN结电容的优点也是不需要额外的工艺,但所 实现的电容有一个极性问题。
❖耗尽区
❖反型区
G
Co 沟道 Cdep
Vss
G ++++++
沟道 耗尽层 P型衬底
Vss
(a)物理结构
tox d
Cgb Co 积累区
耗尽区
1.0
反型区
(b)电容与Vgs的函数关系 0.2
0
Vgs
三、集成电感
在集成电路开始出现以后很长一段时间内, 人们一直认为电感是不能集成在芯片上的。因 为那时集成电路工作的最高频率在兆赫量级, 芯片上金属线的电感效应非常小。现在的情况 就不同了,首先,近二十年来集成电路的速度 越来越高,射频集成电路(RFIC)已经有了很 大的发展,芯片上金属结构的电感效应变得越 来越明显。芯片电感的实现成为可能。
在设计电路的时候需要非常准确地 预测出电路的性能。为了做到这一点, 需要对电路尽可能地进行精确的性能分 析(Analysis)。因为集成电路元器件 无法用实物构建,必须首先建立器件模 型,然后对用这些元器件模型所设计的 集成电路进行以分析计算为基础的电路 仿真(Simulation)。
在集成电路的晶体管级仿真方面, SPICE是主要的电路仿真程序,并已成为 工业标准。因此,集成电路设计工程师, 特别是模拟和数字混合信号集成电路设计 工程师必须掌握SPICE的应用。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
数字集成电路第1章PPT课件
离子反应刻蚀 扩散
双极集成电路的基本制造工艺
掺硼P型硅作为衬底材料并进行初始氧化,以形 成二氧化硅表层,然后再进行隐埋层光刻以形 成一个窗口后进行N+层掺杂,接着就用外延层 所覆盖,故称隐埋层
制作隐埋层后,去除表面的二氧化硅,再进行N 型外延层生长
掺P型材料进行隔离扩散. 用第三块掩模版完成基区光刻
双极集成电路的基本制造工艺
基区重掺杂 制作晶体管发射极和集电极 形成表面金属互连接的接触区 完成一层金属铝膜的沉积,然后再介质淀积 在介质层上蚀刻出连接通孔 成第二层金属铝膜的沉积 后续工序,划片,粘片,压焊,封装,测试分类,筛选,
成品测试,入库
双极集成电路应用
TTL,DTL,RTL,HTL,ECL STLL,SLTTL,I2L,I3L ASTLL.ASLTTL
环 长PSG 引线孔光刻 铝引线光刻 压焊块光刻
N阱硅栅CMOS工艺(略)
▪ 双阱硅栅CMOS工艺
BI---CMOS工艺
双极工艺特点: 速度高、驱动能力强、模拟精度高 但功耗、集成度无法满足VLSI的
要求
BI---CMOS工艺
CMOS工艺特点: 功耗低、集成度高、抗干扰能力强 但速度低、驱动能力差
成
P+
NPN管的基区扩散 PMOS管的源、漏区扩散 横向PNP管集电区、发射区扩散 纵向PNP管的发射区扩散可以同时进行完成
以双极性工艺为基础的P阱BICMOS工艺
栅氧化在PMOS管沟道注入以后进行 可获的大电流、高压 LDMOS-LOW DOUBLE MOS VDMOS-VERTICAL DOUBLE MOS
以双极性工艺为基础的BI-CMOS工艺
以双极性工艺为基础的P阱BI-CMOS工艺 以双极性工艺为基础的双阱BI-CMOS工艺 特点是对双极器件有利
双极集成电路的基本制造工艺
掺硼P型硅作为衬底材料并进行初始氧化,以形 成二氧化硅表层,然后再进行隐埋层光刻以形 成一个窗口后进行N+层掺杂,接着就用外延层 所覆盖,故称隐埋层
制作隐埋层后,去除表面的二氧化硅,再进行N 型外延层生长
掺P型材料进行隔离扩散. 用第三块掩模版完成基区光刻
双极集成电路的基本制造工艺
基区重掺杂 制作晶体管发射极和集电极 形成表面金属互连接的接触区 完成一层金属铝膜的沉积,然后再介质淀积 在介质层上蚀刻出连接通孔 成第二层金属铝膜的沉积 后续工序,划片,粘片,压焊,封装,测试分类,筛选,
成品测试,入库
双极集成电路应用
TTL,DTL,RTL,HTL,ECL STLL,SLTTL,I2L,I3L ASTLL.ASLTTL
环 长PSG 引线孔光刻 铝引线光刻 压焊块光刻
N阱硅栅CMOS工艺(略)
▪ 双阱硅栅CMOS工艺
BI---CMOS工艺
双极工艺特点: 速度高、驱动能力强、模拟精度高 但功耗、集成度无法满足VLSI的
要求
BI---CMOS工艺
CMOS工艺特点: 功耗低、集成度高、抗干扰能力强 但速度低、驱动能力差
成
P+
NPN管的基区扩散 PMOS管的源、漏区扩散 横向PNP管集电区、发射区扩散 纵向PNP管的发射区扩散可以同时进行完成
以双极性工艺为基础的P阱BICMOS工艺
栅氧化在PMOS管沟道注入以后进行 可获的大电流、高压 LDMOS-LOW DOUBLE MOS VDMOS-VERTICAL DOUBLE MOS
以双极性工艺为基础的BI-CMOS工艺
以双极性工艺为基础的P阱BI-CMOS工艺 以双极性工艺为基础的双阱BI-CMOS工艺 特点是对双极器件有利
模拟集成电路课件(清华、北大、复旦、东南、电大、西点、哈工、大连理工)复旦cmos
多晶硅 FOX P- 衬底 n阱
n+ S/D注入
N 阱CMOS 工艺步骤
多晶硅 FOX P- 衬底 n阱 n- S/D LDD注入
多晶硅
LDD扩散 FOX n阱 P- 衬底 形成n沟道LDD晶体管和p沟道LDD晶体管
N 阱CMOS 工艺步骤
n+扩散 p+扩散 FOX P- 衬底 n阱 BPSG
金属1 CVD氧化 FOX n阱 P- 衬底
利用PLL得到精确的控制电压
PLL可得到精确的频率。 PLL的频率和振荡器(VCO)的特征时间常数成反比。~C/Gm 低通滤波器中的电路和VCO的电路是匹配的。
磁盘驱动器中的模块电路(2)
模数转换器(ADC)
6位ADC, 由VCO提供采样时钟。采样频率由数字时钟恢复电路控制。 偏移控制:采集63个比较器的失调电压,反馈到输入端,抵消由 此引起的失真。
模拟信号 模拟信号的采样信号
一般概念(续)
什么是模拟集成电路设计? 特定模拟电路、或系统 的功能和性能 设计 选择合适的集成电路 工艺 成功的设计结果
模拟集成电路设计步骤
电路设计
物理版图设计 根据工艺版图设计规则设计器件、器件之间的互联 电源和时钟线的分布 与外部的连接 电路测试 电路制备后对电路功能和性能参数的测试验证 产品开发
层次设计
结构 开关电容电路、*VCO和PLL、 *A/D D/A、
复杂电路
运算放大器、带隙基准、*比较器
简单电路
单级放大器、差动放大器、电路偏置、电流镜电路
器件
CMOS工艺、器件物理、器件Spice参数、 *版图设计、*电路模拟
模拟集成电路设计步骤
设计要求描述 设计定义 电路设计 与设计指标比较 执行设计 仿真 物理层设计 物理层设计 物理层验证 提取寄生参数 芯片设计 测试和产品开发 芯片制造 测试和验证 产品生产 与设计指标比较
数字集成电路设计PPT课件
parameter size=4’d8;
第19页/共55页
2、变量
变量是指在程序运行过程中其值可以改变的量。 在Verilog中,变量分为两种:
网络数据类型(nets型)和寄存器类型(reg型)。
ⅰ. nets型变量
Verilog中提供多种nets型变量:wire、wor、wand等等,这里主要介绍wire型变量。 wire型数据类型用来表示以assign语句赋值的组合逻辑信号。 在Verilog模型中,输入输出信号类型缺省时自动定义为wire型。 wire型变量的格式定义如下:
wire是定义网络数据类型变量(nets)的关键词,信号变量类型缺省时默认 为wire型。reg是定义寄存器型变量(register)的关键词。
第14页/共55页
4、逻辑功能定义
模块中最重要的部分是逻辑功能定义,它描述输入输出变量及中间变量的 逻辑功能。在模块中描述逻辑功能有三种方法:
(1)用“assign”语句 assign语句一般用于适用于对组合逻辑进行描述,称为连续赋值方式。
查找表(Look-Up-Table)简称为LUT,LUT本质上就是一个RAM。 目前FPGA中 多使用4输入的LUT,所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16×1的RAM。
实际逻辑电路
LUT的实现方式
a,b,c,d 输入 0000 0001 .... 1111
逻辑输出 0 0 0 1
地址 0000 0001
ispLEVER是Lattice公司继ispDesignerEXPRET后的新一代 集成工具,该软件同时集成了许多第三方工具,如 Synplicity/Synplicity Pro和Leonardo Spectrum,仿真软件 Modelsim等。
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2、变量
变量是指在程序运行过程中其值可以改变的量。 在Verilog中,变量分为两种:
网络数据类型(nets型)和寄存器类型(reg型)。
ⅰ. nets型变量
Verilog中提供多种nets型变量:wire、wor、wand等等,这里主要介绍wire型变量。 wire型数据类型用来表示以assign语句赋值的组合逻辑信号。 在Verilog模型中,输入输出信号类型缺省时自动定义为wire型。 wire型变量的格式定义如下:
wire是定义网络数据类型变量(nets)的关键词,信号变量类型缺省时默认 为wire型。reg是定义寄存器型变量(register)的关键词。
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4、逻辑功能定义
模块中最重要的部分是逻辑功能定义,它描述输入输出变量及中间变量的 逻辑功能。在模块中描述逻辑功能有三种方法:
(1)用“assign”语句 assign语句一般用于适用于对组合逻辑进行描述,称为连续赋值方式。
查找表(Look-Up-Table)简称为LUT,LUT本质上就是一个RAM。 目前FPGA中 多使用4输入的LUT,所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16×1的RAM。
实际逻辑电路
LUT的实现方式
a,b,c,d 输入 0000 0001 .... 1111
逻辑输出 0 0 0 1
地址 0000 0001
ispLEVER是Lattice公司继ispDesignerEXPRET后的新一代 集成工具,该软件同时集成了许多第三方工具,如 Synplicity/Synplicity Pro和Leonardo Spectrum,仿真软件 Modelsim等。
数字集成电路课件
Y2 Y1 Y0
000 001 010 011 100 101 110 111
3.4.1 编码器
逻辑函数表达式
Y 2 I 7 I 6 I 7 I 5 I 6 I 7 I 4 I 5 I 6 I 7 I 4 I 5 I 6 I 7
Y2I4I5I6I7
利用公式A+AB=A+B
Y 1 I 7 I 6 I 7 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7
如何化简 ?
Y 2 I 4 I 0 I 1 I 2 I 3 I 5 I 6 I 7 I 5 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 6 I 7 I 6 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 7 I 7 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 Y 1 I 2 I 0 I 1 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 3 I 0 I 1 I 2 I 4 I 5 I 6 I 7 I 6 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 7 I 7 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 Y 0 I 1 I 0 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 I 7 I 3 I 0 I 1 I 2 I 4 I 5 I 6 I 7 I 5 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 6 I 7 I 7 I 0 I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6
10 ≥1
11 12
15 18
13
14 15
α 14
16
17
5
0α ENα/V18 1α
2α
9 7 6
YEX Y2 Y1 Y0
S
74LS148
YS
第三节 数字集成电路PPT课件
10.分析如图所示电路的逻辑功能,要求写出逻辑式并化简,列 出真值表,画出用与非门实现的简化逻辑图。
17
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
【答案】 C
13
基础能力训练
8.TTL集成电路的优点( ) A.速度快 B.允许负载流过的电流较大 C.抗静电能力强 D.以上都是
【答案】 D
14
基础能力训练
9.分析下面的电路并回答问题
(1)写出Y的输出表达式 (2)列出输出Y的真值表 (3)说明电路的逻辑功能
15
基础能力训练
【答案】
16
基础能力训练
三极管没有电流流过,集电极与发射极之间的电压与电源电压相近
高电平 (_________________________)
2
知识精要
2.常用数字集成电路的类型 集成门电路属于小规模集成电路。由若干个_门__电_路____组 成,能完成某个逻辑功能,如编码、译码等的集成电路通常属于 ____中__规_模_集__成_电_路________。 数字集成电路有多种类型,最常用的有 TTL(_____晶_体_管__-晶__体_管_逻__辑_____)和 CMOS(_____互_不__M_O_S_电_路______)两种。
第三节 数字集成电路
※案例导引
视频 观看视频《pcb板焊锡》
印制电路板(PCB线路板),又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提 供者。它大大减少了布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。
17
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
【答案】 C
13
基础能力训练
8.TTL集成电路的优点( ) A.速度快 B.允许负载流过的电流较大 C.抗静电能力强 D.以上都是
【答案】 D
14
基础能力训练
9.分析下面的电路并回答问题
(1)写出Y的输出表达式 (2)列出输出Y的真值表 (3)说明电路的逻辑功能
15
基础能力训练
【答案】
16
基础能力训练
三极管没有电流流过,集电极与发射极之间的电压与电源电压相近
高电平 (_________________________)
2
知识精要
2.常用数字集成电路的类型 集成门电路属于小规模集成电路。由若干个_门__电_路____组 成,能完成某个逻辑功能,如编码、译码等的集成电路通常属于 ____中__规_模_集__成_电_路________。 数字集成电路有多种类型,最常用的有 TTL(_____晶_体_管__-晶__体_管_逻__辑_____)和 CMOS(_____互_不__M_O_S_电_路______)两种。
第三节 数字集成电路
※案例导引
视频 观看视频《pcb板焊锡》
印制电路板(PCB线路板),又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提 供者。它大大减少了布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。
数字集成电路课件
Introduction
EE141 Integrated Circuits2nd © Digital
介绍大纲
什么是IC
将来会如何发
展?
EE141 Integrated © Digital
Circuits2nd
Introduction
7
第一台自动计算机
Babbage DifferenceEngine I (1832) 25,000个机械部件 总成本 17,470
Circuits2nd
Courtesy, Intel
Introduction
30
功率密度
10000 功率密度(W/cm2) 1000
Rocket Nozzle Nhomakorabea100
Nuclear Reactor
8086 10 4004 Hot Plate P6 8008 8085 Pentium® proc 386 286 486 8080 1 1970 1980 1990 2000 2010 年
Introduction
19
2007年英特尔推出45nm正式量 产工艺,45nm技术是全新的技 术,可以让摩尔定律至少再服 役10年。
EE141 Integrated © Digital
Circuits2nd
Introduction
20
集成电路的应用领域
军事国防 工业控制
工控设备 智能仪表 汽车电子 网络设备 电子商务 集成电路
8086
Source: Intel
1 Billion Transistors
Pentium® III Pentium® II Pentium® Pro Pentium®
i486 i386 80286
EE141 Integrated Circuits2nd © Digital
介绍大纲
什么是IC
将来会如何发
展?
EE141 Integrated © Digital
Circuits2nd
Introduction
7
第一台自动计算机
Babbage DifferenceEngine I (1832) 25,000个机械部件 总成本 17,470
Circuits2nd
Courtesy, Intel
Introduction
30
功率密度
10000 功率密度(W/cm2) 1000
Rocket Nozzle Nhomakorabea100
Nuclear Reactor
8086 10 4004 Hot Plate P6 8008 8085 Pentium® proc 386 286 486 8080 1 1970 1980 1990 2000 2010 年
Introduction
19
2007年英特尔推出45nm正式量 产工艺,45nm技术是全新的技 术,可以让摩尔定律至少再服 役10年。
EE141 Integrated © Digital
Circuits2nd
Introduction
20
集成电路的应用领域
军事国防 工业控制
工控设备 智能仪表 汽车电子 网络设备 电子商务 集成电路
8086
Source: Intel
1 Billion Transistors
Pentium® III Pentium® II Pentium® Pro Pentium®
i486 i386 80286
北大数字集成电路课件--12_verilog的TUI调试
术语及定义
• • • •
SHM 仿真历史管理器 仿真历史管理器(Simulation History Manager)。一个管理由 。一个管理由SimWave显 显 示的仿真对象值数据跳变的工具 CLI Verilog-XL命令行界面 命令行界面(command line interface),通过它你可以控制仿真 命令行界面 , 并对Verilog过程语句执行调试操作 并对 过程语句执行调试操作 Tcl 工具命令语言(Tool Command Language)。用于对交互式程序提出命令 工具命令语言( ) 的脚本语言 VCD (Value Change Dump)。存储对象值跳变数据的文件格式 。
•
在Verilog-XL中,退出仿真的方式有: 中 退出仿真的方式有:
– 在交互式窗口中输入 在交互式窗口中输入$finish;或$finish[0|1|2]。可以提供一个参数显示仿真时 ; 。 间和存储器/CPU使用统计。 使用统计。 间和存储器 使用统计 – 在交互式窗口中按 。 在交互式窗口中按^D。 – 仿真时在遇到源代码中的一个 仿真时在遇到源代码中的一个$finish。 。
$[db_]cleartrace $db_help $[db_]setfocus $[db_] settrace $db_showbreak $db_showfocus $db_step[ time]
$cputime $deposit $history $showallinstances $showvariables ;,:.?
数字集成电路设计入门 --从HDL到版图
于敦山
北大微电子学系
第12章 TUI调试 12章 调试
学习内容: 学习内容: 在本章中将学习用Verilog-XL TUI(Textual User Interface)和NC Verilog TUI调试 在本章中将学习用 和 调试 • • • • • • • 进入交互式仿真模式 控制并观察仿真 浏览设计层次 检查( 检查(checkpointing)和退出仿真 ) 对设计进行临时修补 动态的单步及跟踪仿真 使用命令历史列表
第10章数字集成电路基本单元与版图精品PPT课件
(1) CMOS反相器的具体电路
(2) CMOS反相器物理结构的剖面图
(3)开关特性
我们希望反相器的上升时间和下降时间近似相等,
则需要使PMOS管的沟道宽度必须加宽到NMOS管沟道
宽度的 n / p倍左右。
Vi(t)
+VDD
0
Vo(t) +VDD 0.9VDD 0.1VDD
0
td tf
t
t tr
(10)以上有关尺寸的设计必须符合版图设计规则。
TTL与非门的版图设计
• 评价版图好坏的几个因素: ① 符合原电路设计指标; ② 面积最小; ③ 成品率高; ④ 可靠性高; ⑤ 具有可测试性。
TTL与非门的版图设计
• 双极型集成电路版图设计步骤: (1)划分隔离区 (2)元器件的版图设计 (3)元器件的布局 (4)布线
10.2 TTL基本电路及版图实现
10.2.1 TTL基本电路
• TTL反相器电路
VCC(5V)
Rb1 Rc2
Rc4
+
T1
υ1
-
T2 Re2
T4
D +
T3 负 v0 载 -
GND
TTL基本电路及版图实现
(1)电路组成 该电路由三部分组成:
1)由双极型晶体管T1和电阻Rb1组成电路的输入级; 2)由T2、Re2和Rc2组成的中间驱动电路,将单端信号 υB2转换为双端信号υB3和υB4; 3)由T3、T4、Rc4和二极管D组成的输出级。 (2)工作原理 输入为高电平时,输出为低电平。 输入为低电平时,输出为高电平。
(b)为三输入端TTL与非门的代表符号
TTL基本电路及版图实现
• 或非门路
VCC
R1A
(2) CMOS反相器物理结构的剖面图
(3)开关特性
我们希望反相器的上升时间和下降时间近似相等,
则需要使PMOS管的沟道宽度必须加宽到NMOS管沟道
宽度的 n / p倍左右。
Vi(t)
+VDD
0
Vo(t) +VDD 0.9VDD 0.1VDD
0
td tf
t
t tr
(10)以上有关尺寸的设计必须符合版图设计规则。
TTL与非门的版图设计
• 评价版图好坏的几个因素: ① 符合原电路设计指标; ② 面积最小; ③ 成品率高; ④ 可靠性高; ⑤ 具有可测试性。
TTL与非门的版图设计
• 双极型集成电路版图设计步骤: (1)划分隔离区 (2)元器件的版图设计 (3)元器件的布局 (4)布线
10.2 TTL基本电路及版图实现
10.2.1 TTL基本电路
• TTL反相器电路
VCC(5V)
Rb1 Rc2
Rc4
+
T1
υ1
-
T2 Re2
T4
D +
T3 负 v0 载 -
GND
TTL基本电路及版图实现
(1)电路组成 该电路由三部分组成:
1)由双极型晶体管T1和电阻Rb1组成电路的输入级; 2)由T2、Re2和Rc2组成的中间驱动电路,将单端信号 υB2转换为双端信号υB3和υB4; 3)由T3、T4、Rc4和二极管D组成的输出级。 (2)工作原理 输入为高电平时,输出为低电平。 输入为低电平时,输出为高电平。
(b)为三输入端TTL与非门的代表符号
TTL基本电路及版图实现
• 或非门路
VCC
R1A
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SimControl菜单及工具条 菜单及工具条
SimControl下拉菜单和固定菜单按钮可以:
• • • • • •
编辑源文件,打开数据库,和查找文本。在交互模式中,还可以source命 令文件、保存并重新开始仿真。 执行、单步、停止和复位到开始时刻。在后处理模式中,还可以向后执 行,并可以向前或向后扫描。 设置并显示断点和范围。在交互模式中,还可以设置并显示forces和探针 选择范围,端口和信号。 启动其他SimVision工具。 按照用户的意愿调整SimControl的行为
•
•
选择reg_out并使用Trace-Descend将显示 r 为信号源。 • 可以通过首先选择该驱动器,然后从菜单中选择View-Driver Info显示一 个驱动的细节.
Watch• 可以打开任意多个对象观察窗口。 可以打开任意多个对象观察窗口。 每个窗口包含一个信号表和当前 仿真值。 仿真值。 要在一个对象观察窗口中添加对 用点击信号并拖动或按Add 象 , 用点击信号并拖动或按 Objects. 可以重新命名、锁定、删除、 可以重新命名 、锁定、删除、关 闭 , iconify,或克隆每个对象观 , 察窗口。 察窗口。 点击Find Next Edge 使仿真到 点击 下一个跳变。 下一个跳变。
Signal Flow Browser(信号流浏览器) (信号流浏览器)
使用信号流浏览器signal flow browser跟踪信号的驱动,设置信号属性。 可以从SimControl启动信号浏览器SFB: 菜单条:通过选择Tools-Signal Flow Browser 工具条:通过选择Signal Flow Browser 按钮 SFB的工具条包括: 主窗口工具条的子集 Trace Back :跟踪选 择信号,代替当前跟踪 Stack View 和Trace View 翻转SFB外观 右图是一个Stack View形式
数字集成电路设计入门 --从HDL到版图
于敦山
北大微电子学系
第13章 使用图形调试环境 13章
学习内容: 学习内容:
这一章将学习有关SimVision图形环境: 图形环境: 这一章将学习有关 图形环境 1. 2. 3. 4. SimControl Navigator Signal Flow Browser (SFB):信号流浏览器 : Watch Objects Windows:对象观察窗口 :
启动图形环境
使用命令行选项+gui启动SimControl。在SimControl中可以访问SimVision所有部件。
仿真器在SimControl主窗口的控制下运行。当第一次启动时,SimControl主窗口 显示顶层模块的源代码。 可以从SimControl工具菜单或工具栏访问SimVision环境(SignalScan, Navigator, Signal Flow Browser及Watch Objects windows)的其他部件。
SimControl
包括8个下拉菜单 包括 个下拉菜单 固定菜单按钮可以快速访问 常用命令 一个空的用户可定义按钮 当前仿真时间 显示正在调试的模块的源代 码,可以选择这个区域的文 本,但不能编辑 显示范围并浏览。 显示范围并浏览。在同一时 间只能显示一下范围。 间只能显示一下范围。若一 个模块在多个文件出现, 个模块在多个文件出现,可 以在subscope选择文件 以在 选择文件 显示交互仿真的输出。 显示交互仿真的输出。可以 提示符处输入交互命令 显示信息,如仿真器的状态。 显示信息,如仿真器的状态。 详细的菜单命令及其它SimVision细节请参考联机文档 细节请参考联机文档 详细的菜单命令及其它
Navigator
用navigator来查看设计层次和当前范围的对象。 要启动navigator,在SimControl窗口使用Tools菜单下Navigator,或按 navigator按钮 Navigator工具条是主窗口工具条的子集
Navigator
• 浏览设计层次时,navigator生成一个树结构,在这个树结构中每 个节点为设计层次中一个范围。
•
•
•
Watch Objects Windows(信号观察窗口) (信号观察窗口)
• 打开多个观察窗口
– 每个观察窗口在关闭时会自动保存。 每个观察窗口在关闭时会自动保存。 – 可以打开一个新窗口或一个以前保存过的窗口。打开的第一个窗口缺省名 “View1”。第二个窗口为“View2”,依次类推。 。第二个窗口为“ ,依次类推。 – 可以重新命名一个窗口。 可以重新命名一个窗口。 – 可以克隆一个窗口,生成一个完全拷贝。 可以克隆一个窗口,生成一个完全拷贝。
Signal Flow Browser(信号流浏览器) (信号流浏览器)
• • • 必须首先选择要跟踪的信号并将它输入或点击拖放到SFB中。此时出现 一个驱动器(Driver)框,显示出所有该信号的驱动。 可以在一个Driver框里跟踪任何驱动并显示其输入;或者通过首先选择该 驱动器,然后从菜单中选择Trace-Show Inputs;或者简单地双击该驱动。 可以在一个Contributing Signal框中跟踪任何信号以显示其所有驱动,或 者通过首先选择该信号,然后从菜单总选择Trace-Show Drivers;或者简 单地双击该信号。 如果一个信号的驱动为一个模块实例的端口,可以跟踪它并显示在这个 模块实例内部的信号源。首先选择该驱动器,然后从菜单中选择TraceDescend。 例如,如果在一个驱动器框中有下面这个模块实例: register r1(. r( reg_ out) ...)
设置断点
在下面的对话框中可以设置、使能、取消、列出,和删除断点。断点可可以是 仿真时间、值的改变、条件或代码行。断点的功能视仿真器而不同。
设置断点
断点是使仿真停止的事件。有三种类型的断点:
• • • • 基于时间:当仿真到一个指定时间停止。此为缺省。 基于行:当仿真到到源代码一个指定的行时停止。必须指定范围,文件 名,和行号。只用于交互模式。 基于对象:当指定信号的值发生变化或指定跳变发生时停止。在NC Verilog中,不能指定一个单一跳变。 基于条件:当指定的Tcl表达式值为真时停止。
•
要从另一个SimVision窗口添加对象到一个观察窗口, 用点击拖动或者选择 窗口添加对象到一个观察窗口, 要从另一个 窗口添加对象到一个观察窗口 它们然后按Add Objects。 它们然后按 。
选择对象
在SimVision环境中,选择和弹出菜单使鼠标成为一个有力的工具。 左键可以在所有SimVision窗口中选择对象 右击鼠标右键选择对象可以弹出一个菜单。 按住Control键再按左键可以选择多个对象或取消选择。 中键可以在窗口之间拖动对象
选择对象
在一个SimVision窗口选择一个或多个对象时,其他SimVision窗口的这些对象也 均被选择。 当右击选择一个对象时,弹出一个弹出菜单,包含用于该对象的一组常用命令。 在不同的SimVision工具中弹出的不同的菜单。还可以在源浏览器中右击选择一 个行号。 按control键并用鼠标左键点击一个对象,可以选定该对象而不影响其他被选对象。 添加选择:选择一个对象后,可以选择其它更多对象。 取消选择:当一个对象被选定,可以用这个办法来取消对它的选择。 点击拖动:当用鼠标中间的按钮选择一个对象时,可以拖动这个对象到另一个 位置。如果鼠标只有两个按钮,可以用左键点击拖动。
SimControl提供四种设置断点的方法:
• • • • 在菜单选择Set-Breakpoints 在Show-Breakpoints对话框,按Set按钮。 按Set Breakpoints按钮 (只用于基于对象的断点设置)。 在 任 何 一 个 SimControl 窗 口 中 右 击 选 择 一 个 信 号 名 , 弹 出 一 个 有 Set Break的菜单。
– 双击一个没有展开的节点以显示子层 – 双击一个展开的节点隐藏子层
• 在navigator中有两种方法设计当前范围(scope):
– 选择一个节点,然后按Scope按钮 ,或者在SimControl窗口中选择 Set-Scope。 – 右击选择一个节点并从弹出菜单中选择Set Debug Scope,或双击该 节点。
Signal Flow Browser(信号流浏览器) (信号流浏览器)
信号流浏览器可以交互地跟踪一个信号的驱动以及对这些驱动所起的作用 选择一个将被跟踪的信号: 打开信号流浏览器前: 在源浏览器中选择信号。在任何窗口中所做的选择会传递到其他所有窗口 打开信号流浏览器后: — 在Trace区输入一个层次信号名。 — 在其他Simvision窗口中选择一个信号并用鼠标中键将其拖到信号流浏览 器中。
Source Browser
Source Browser显示在当前调试模块的源代码。 显示在当前调试模块的源代码。 显示在当前调试模块的源代码 可以在Source Browser中选择任意对象(寄存器,net,实例或线) 中选择任意对象( 可以在 中选择任意对象 寄存器, ,实例或线) 在Source Browser中右击一个对象或行号弹出可以对该对象或行进行操作的命令菜单 中右击一个对象或行号弹出可以对该对象或行进行操作的命令菜单
Signal Flow Browser(信号流浏览器) (信号流浏览器)
• • • 信号流浏览器(SFB)是一个高效的设计调试环境。 用SFB可以从一个行为反常的信号开始,向后跟踪其驱动和作用信号直 到发现行为反常的原因。 信号流浏览器可以执行下面操作:
– – – – – 以选择的基数显示一个信号的值。 显示信号的驱动。 查看信号的输入或驱动的细节。 显示所有对一个驱动起作用的信号。 跟踪一个模块端口到一个较低的层次。
术语及定义
• • • • • • • • SimControl:图形仿真器接口;用SimControl来推进或中断仿真,打断 :图形仿真器接口; 来推进或中断仿真, 来推进或中断仿真 并改变仿真,控制范围,等等。 并改变仿真,控制范围,等等。 SignalScan:SimControl图形波形观察器 : 图形波形观察器 Navigator:显示设计层次和一个范围内对象信息的图形工具 : Signal Flow Browser(SFB):在设计中从一个信号反向跟踪到其驱动源 : 的图形工具 Watch Objects Windows :监视信号组及其值的窗口 Object:在SimControl中,任何一个信号或范围 : 中 Double-click:将光标放在一个项目上并快速点击鼠标左键两次 : Right-select:将光标放在一个项目上并点击鼠标右键 :