集成电路设计38译码器设计集成电路设计实践报告

1、集成电路设计38译码器设计集成电路设计实践报告集成电路设计-3-8译码器设计-集成电路设计实践报告 集成电路设计实践报告题目：3-8译码器设计院系：自动化学院电子工程系专业班级：微电 121 班学生学号：3120433026学生姓名：赵政指导教师姓名：王凤娟职称：讲师起止时间：xxxx-12-21-xxxx-1-8成绩：1集成电路设计的流程图 1-1 是使用 Tanner Pro 进行一个完整的集成电路设计的流程。先用S-Edit编辑出将要设计的电路图，再将该电路图输出成SPICE 文件，用 T-Spice 模拟结果，如果模拟结果有错误，再回到 S-Edit 检查电路图，如果 T-Spice

2、模拟结果无错误，则用 L-Edit 进行布局设计。用 L-Edit 进行布局图设计后要用 DRC 做设计检查规则，如果违反设计规则，则修改布局图，直到设计规则检查无错误为止。将验证过的布局图转化为SPICE 文件，再利用 T-spice 模拟，如有错误，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 或者 S-Edit 的图，直到 LVS 验证无错误后。用S-Edit编辑电路图生成 SPICE文件输出成 SPICE文件用T-Spice模拟仿真用 T-Spice模拟分析用 L-Edit

3、 绘制布局利用 LVS 将电路图图的输出文件与布局图转化的文件进行设计规则检查对比图 1-1集成电路设计的流程23-8 译码器设计思路3-8 译码器基本原理13-8 译码器的输入是3 个脚 ,输出是 8 个脚。用高低电平来表示输入和输出。输入是二进制。3 只脚也就是 3 位二进制数。输入可以 3 位二进制数。3 位二进制最大是 111 也就是 8。输出是 8 个脚，表示 10 进制。是根据输入的二进制数来输出。如果输入是 101 那么就是第 5 只脚高电平，表示二进制数是 5。其实3-8 译码器的功能就是把输入的3 位 2 进制数翻译成 10 进制的输出。这样就可以设计出3-8 译码器。下面是

4、 3-8 译码器的真值表表 2-13-8 译码器真值表3-8 译码器原理图根据 3-8 译码器设计要求，得到相应的电路原理图，如图2-3 所示。2图 2-23-8 译码器电路图33-8 译码器电路设计本次设计中， 3-8 译码器是由一个NAND3 、 8 个 NAND4 、3 个 INV 等模块构成。以下将对这些组成模块的电路原理图以及仿真情况做详细分析，以及对3-8 译码器的原理图和仿真作出分析。3 输入与非门（ NAND3 ）的电路图及其仿真在 S-Edit 的电路设计模块中画出3 输入与非门的晶体管级电路图，如下图3-5 所示，其中 A 、B、C 为输入端信号， Y 为输出信号。3图 3

5、-1NAND3电路图利用 T-Spice 对设置好的 SPICE 文件进行仿真， NAND3 的仿真输出模拟波形如图 3-2 所示。3-2 NAND3 仿真图3-8 从下到上的信号依次为 A 、B、 C、 Y ，由 NAND3 仿真波形图可知，当输入端信号 A 、B、C 中含有低电平时，输出 Y 为高电平。只有当 A 、B、C4都为高电平时， 输出 Y 才为低电平。符合 3 输入与非门的的逻辑功能， 从而验证了 NAND3 电路设计的正确性。反相器（ INV ）的电路图及其仿真S-Edit 中的电路设计模块中画出反相器 （ INV ）的电路图，如图 3-3 所示，其中 A 为输入端信号， Y

6、为输出端信号。图 3-3INV 电路图根据加载后的 SPICE 文件，用 T-Spice 生成 INV 的仿真波形图， 如图 3-4 所示。5图 3-4INV 仿真波形图图 3-4 从下到上的信号依次为输入信号A 、输出信号 Y ，当输入信号 A 为高电平时，输出信号Y 为低电平。当输入信号A 为低电平时，输出信号Y 为高电平。起到逻辑非的功能，从而实现反相器的功能。根据仿真可以看出INV 电路设计的正确性。3-8 译码器电路图及其仿真根据已经设计的模块， 在 S-Edit 中的电路设计模块下画出3-8 译码器的电路图，如图 3-5 所示。其中 A0， A1，A2 为输入信号， S1，S2，S

7、3 是使能端， Y0， Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7 为输出信号。6图 3-53-8 译码器电路图73-8 译码器的电路图生成 SPICE 文件，用 T-Spice 打开生成的该电路生成SPICE 文件，对 SPICE 文件进行设置，包括加载包含文件、设定电源电压、设定输入信号、分析设定以及输出设定。设置的SPICE 语句如图 3-6 所示。任务 2ic_techfilescz6h+_v20.lib ttSPICE netlist written by S-Edit Win32 7.03Written on Jan 8, xxxx at 19:35:39Waveform probi

8、ng be任务 2zhaozheng.dat任务 2zhaozheng.sdb+ probetopmodule=Module0* Main circuit: Module0M1 Y0 N69 N73 N73 NENH L=0.35u W=2uM2 N73 N13 N72 N72 NENH L=0.35u W=2uM3 N72 N9 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM4 N59 N10 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM5 N60 N13 N59 N59 NENH L=0.35u W=2uM6 Y1 N69 N60 N60 NENH L

9、=0.35u W=2uM7 N66 N9 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM8 N67 N14 N66 N66 NENH L=0.35u W=2uM9 Y2 N69 N67 N67 NENH L=0.35u W=2uM10 N51 N10 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM11 N52 N14 N51 N51 NENH L=0.35u W=2uM12 Y3 N69 N52 N52 NENH L=0.35u W=2u8M13 N42 N9 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM14 N43 N13 N42 N42 NENH L=0.35u W=2

10、uM15 Y4 N39 N43 N43 NENH L=0.35u W=2uM16 N35 N10 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM17 N36 N13 N35 N35 NENH L=0.35u W=2uM18 Y5 N39 N36 N36 NENH L=0.35u W=2uM19 N26 N9 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM20 N27 N14 N26 N26 NENH L=0.35u W=2uM21 Y6 N39 N27 N27 NENH L=0.35u W=2uM22 N21 N10 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM23 N22

11、 N14 N21 N21 NENH L=0.35u W=2uM24 Y7 N39 N22 N22 NENH L=0.35u W=2uM25 N69 A2 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM26 N39 N69 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM27 N13 A1 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM28 N14 N13 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM29 N9 A0 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM30 N10 N9 Gnd Gnd NENH L=0.35u W=2uM31 Y0 N69 Vdd Vd

12、d PENH L=0.35u W=4uM32 Y0 N13 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM33 Y0 N9 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM34 Y1 N69 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM35 Y1 N13 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM36 Y1 N10 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM37 Y2 N69 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM38 Y2 N14 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4u9M39 Y2 N9 Vdd Vdd PENH L=0.35

13、u W=4uM40 Y3 N69 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM41 Y3 N14 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM42 Y3 N10 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM43 Y4 N39 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM44 Y4 N13 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM45 Y4 N9 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM46 Y5 N39 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM47 Y5 N13 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM48 Y5

14、N10 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM49 Y6 N39 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM50 Y6 N14 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM51 Y6 N9 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM52 Y7 N39 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM53 Y7 N14 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM54 Y7 N10 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM55 N69 A2 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM56 N39 N69 Vdd Vdd

15、PENH L=0.35u W=4uM57 N13 A1 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM58 N14 N13 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM59 N9 A0 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uM60 N10 N9 Vdd Vdd PENH L=0.35u W=4uv61 A1 Gnd pulse(0.0 5.0 2n 2n 2n 100n 200n)v62 A2 Gnd pulse(0.0 5.0 2n 2n 2n 200n 400n)v63 A0 Gnd pulse(0.0 5.0 2n 2n 2n 50n 100n)* End of

16、 main circuit: Module010VVDD VDD GND 3.3.tran/op 1n 1000n method=bdf*.print tran v(A0) v(A1) v(A2).print v(Y0) v(Y1) v(Y2) v(Y3) v(Y4) v(Y5) v(Y6) v(Y7).end根据上述网表文件，仿真结果为：根据加载后的 SPICE 文件，生成仿真波形图如图3-11 所示。113-6 3-8 译码器功能仿真图3-6 从下到上依次为 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 C ，其中 Y7 和 AB 重叠了。由图可以看出根据 ABC 输入 000 001

17、010 011 100 101 110 111 八种情况输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 八种结果。43-8 译码器版图设计及其仿真4.13 输入与非门（ NAND3 ）的版图设计与仿真12根据 3-5 所示的 NAND3 电路图，在 L-Edit 中画出 NAND3 的版图如图 4-4所示，其中 A 、B、C 为输入端信号， Y 为输出端信号。图 4-1NAND3 版图根据 NAND3 版图提取出 SPICE 文件，用 T-Spice 打开该版图所生成的SPICE文件，对 SPICE 文件进行设置， 包括加载包含文件、 设定电源电压、 设定输入信号、分析设定以及输出设定。

18、设置的 SPICE 语句如图 4-5 所示。图 4-2设置的 SPICE 语句根据设置后的 SPICE 文件，得到如图4-6 所示的 NAND3 仿真波形图。134-3NAND3 版图仿真波形图图 4-6 从上到下依次为 A 、 B、 C、Y ，由 NAND3 的版图仿真波形图可知：当输入信号 A 、 B、C 中含有低电平时，输出Y 为高电平；只有当A 、B、C 都输入高电平时，输出才为低电平。与NAND3 的电路仿真波形图的结果以及3 输入与非门的逻辑功能对比可知，NAND3 版图设计是正确的。反相器（ INV ）的版图设计与仿真根据反相器的电路图在L-Edit 中画出版图，如图4-10 所

19、示。其中 A 为输入端信号， Y 为输出端信号。4-4INV 版图从 INV 版图中提取出 SPICE 文件，用 T-Spice 软件打开生成的该电路生成的SPICE 文件。对 SPICE 文件进行设置，包括加载包含文件、设定电源电压、设定输入信号、分析设定以及输出设定。设置的SPICE 语句如图 4-11 所示。图 4-5INV 中设置的SPICE 语句利用 T-Spice 对设置好的 INV 的 SPICE 文件进行仿真，INV 的仿真波形图如图 4-12 所示。144-6INV 版图仿真波形图图 4-12 的仿真波形文件中从下到上依次为 A 、 Y 。当输入信号 A 为高电平时，输出信号

20、 Y 为低电平；当输入信号 A 为低电平时，输出信号 Y 为高电平。比较反相器的版图与电路图的仿真波形图可知，该反相器的版图设计的正确性。3-8 译码器版图及仿真根据图设计的译码器电路图和已有的版图模块在L-Edit 中编辑 3-8 译码器的版图，如图 4-7 所示。图 4-73-8 译码器的版图在图 4-7 中 M 为加减法控制信号， CP 为时钟脉冲信号， CLR 为清零信号，Z 为进位 /借位端信号， Q3、Q2、Q1 为输出信号， Q3 为最高位， Q1 为最低位。对该版图进行 DRC 检查，其结果报告如图 4-8 所示。154-8 yimaqi 的 DRC 检查结果yimaqi 的

21、DRC 检查结果中可以看出 yimaqi 版图在设计规则方面的正确性。从 yimaqi 版图提取出 SPICE 文件，在 SPICE 文件中加入设置，包括加载包含文件、设定电源电压、设定输入信号、分析设定以及输出设定。加载的设置如图 4-9 所示。图 4-9 yimaqi 设置的 SPICE 语句通过 T-Spice 仿真，得到 JISHUQI 版图仿真波形文件如下图4-10 所示。16图 4-103-8 译码器版图仿真波形图从下到上依次为Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 C，其中 Y7 和 AB 重叠了。由图可以看出根据 ABC 输入 000 001 010 011 100 1

22、01 110 111八种情况输出 Y0 Y1Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7八种结果。比较3-8 译码器的电路仿真波形文件和版图仿真波形文件可知， 3-8 译码器版图设计的逻辑功能与电路设计的逻辑功能相符合，该版图实现了 3-8 译码器的功能。175LVS 对比版图绘制完后，除需要通过设计规则检查（ DRC）外，还要与原理图进行对比，以检查在版图中实际形成的电路的与原理图中的电路（即需要的电路）是否一致。对该设计的 LVS 对比如图 5-1 所示。图 5-1LVS 对比结果报告由图 5-1 所示的 LVS 对比报告没能相同，可能是因为某些地方设置没有完全匹配。18设计总结最终能够顺利的完成了

23、 38 译码器的原理图以及版图设计，这期间我不仅向老师请教设计过程中遇到的难题，也和同学相互研究讨论，通过本次课程设计，我再次复_了所学的知识， 把数字电子技术同版图设计相结合， 对三输入与非门以及 Tanner 软件的运用有了一个比较完整的认识和了解，并系统的掌握了设计的过程和方法。在设计中的每一步，我都做了认真的考虑，在这样点滴考虑与思量过程中，更清晰了解整个设计过程。对 Tanner 软件的各种操作也比较熟练了。通过这次设计我学到了很多知识。在这次课程设计过程中， 要感谢王老师在课程设计上给予我的帮助， 提供给我的支持与建议， 这是我能顺利完成这次报告的主要原因， 让我能把课程设计做得更

24、加完善。课程设计这些东西是无法在平时上课的过程中学到的， 实践出真知，只有在实践中我们才能更好的学到东西，从而学_更多实用的东西。19基于 C8051F 单片机 直流电动 机反馈控制系统的设计与研究基于单片机 的嵌入式 Web 服务器的研究MOTOROLA 单片机 MC68HC （ 8） 05PV8/A 内嵌 EEPROM 的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊 单片机 温度控制系统的研制基于 MCS-51 系列单片机 的通用控制模块的研究基于单片机 实现的供暖系统最佳启停自校正（ STR ）调节器单片机 控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型 51 系列单片机 的 TCP/I

25、P 协议栈的实现基于单片机 的蓄电池自动监测系统基于 32 位嵌入式 单片机 系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机 的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机 的交流伺服电 机运动控制系统研究与开发基于单片机 的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机 的自动找平控制系统研究基于 C8051F040 单片机 的嵌入式系统开发基于单片机 的液压动力系统状态监测仪开发模糊 Smith 智能控制方法的研究及其 单片机 实现一种基于 单片机 的轴快流 CO ,2激光器的手持控制面板的研制基于双 单片机 冲床数控系统的研究基于 CYGNAL 单片机 的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机 的喷油泵试验台控制器的研

26、制基于单片机 的软起动器的研究和设计基于单片机 控制的高速快走丝电火花线切割 机床短循环走丝方式研究基于单片机 的机电产品控制系统开发基于 PIC 单片机 的智能手 机充电器基于单片机 的实时内核设计及其应用研究基于单片机 的远程抄表系统的设计与研究基于单片机 的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的 单片机 系统单片机 系统软件构件开发的技术研究基于单片机 的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机 系统的多功能温度测量仪的研制基于 PIC 单片机 的电能采集终端的设计和应用基于单片机 的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊 机单片机 控制系统的研制基于单片机 的数字磁通门传感器基于单片

27、机 的旋转变压器 -数字转换器的研究基于单片机 的光纤 Bragg 光栅解调系统的研究单片机 控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于 C8051F020 单片机 的多生理信号检测仪基于单片机 的电机运动控制系统设计Pico 专用单片机核的可测性设计研究基于 MCS-51 单片机 的热量计基于双 单片机 的智能遥测微型气象站MCS-51 单片机 构建机器人的实践研究基于单片机 的轮轨力检测基于单片机 的 GPS 定位仪的研究与实现基于单片机 的电液伺服控制系统用于单片机 系统的 MMC 卡文件系统研制基于单片机 的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机 和 CPLD 的粗光栅位移测量系统研究单片

28、机 控制的后备式方波 UPS提升高职学生 单片机 应用能力的探究基于单片机 控制的自动低频减载装置研究基于单片机 控制的水下焊接电源的研究基于单片机 的多通道数据采集系统基于 uPSD3234 单片机 的氚表面污染测量仪的研制基于单片机 的红外测油仪的研究96 系列单片机 仿真器研究与设计基于单片机 的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机 的温度智能控制系统的设计与实现基于 MSP430 单片机 的电梯门 机控制器的研制基于单片机 的气体测漏仪的研究基于三菱 M16C/6N 系列单片机 的 CAN/USB 协议转换器基于单片机 和 DSP 的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机 的膛壁

29、温度报警系统设计基于 AVR 单片机 的低压无功补偿控制器的设计基于单片机 船舶电力推进电 机监测系统基于单片机 网络的振动信号的采集系统基于单片机 的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机 的叠图 机研究与教学方法实践基于单片机 嵌入式 Web 服务器技术的研究及实现基于 AT89S52 单片机 的通用数据采集系统基于单片机 的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪 单片机 控制系统基于单片机 的控制系统在 PLC 虚拟教学实验中的应用研究基于单片机 系统的网络通信研究与应用基于 PIC16F877 单片机 的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机 的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双 单片机 冲床数控系统的研究与开发基于 Cygnal 单片机 的 C/OS-的研究基于单片机 的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于 TCP/IP 协议的 单片机 与 Internet 互联的研究与实现变频调速液压电梯 单片机 控制器的研究基于单片机 -免疫