四输入或非门电路和版图设计

1、沈阳理工大学课程设计成 绩 评 定 表学生姓名班级学号专 业课程设计题目四输入或非门电路和版图设计评语组长签字：成绩日期 年 月 日课程设计任务书学 院专 业学生姓名班级学号课程设计题目四输入或非门电路和版图设计实践教学要求与任务:1.用tanner软件中的S-Edit编辑四输入或非门电路原理图。2.用tanner软件中的TSpice对四输入或非门电路进行仿真并观察波形。3.用tanner软件中的L-Edit绘制四输入或非门版图，并进行DRC验证。4.用tanner软件中的TSpice对版图电路进行仿真并观察波形。5.用tanner软件中的layout-Edit对电路网表进行LVS检验观察原理

2、图与版图的匹配程度。工作计划与进度安排:第一周 周一：教师布置课设任务，学生收集资料，做方案设计。 周二：熟悉软件操作方法。 周三四：画电路图 周五：电路仿真。第二周 周一二：画版图。 周三：版图仿真。 周四：验证。 周五：写报告书，验收。指导教师： 年 月 日专业负责人： 年 月 日学院教学副院长： 年 月 日目 录目 录III1.绪 论11.1 设计背景11.2 设计目标12.四输入或非门22.1 四输入或非门电路结构22.2 四输入或非门电路仿真32.3 四输入或非门的版图绘制42.4 四输入或非门的版图电路仿真52.5 LVS检查匹配6总 结7附录一：原理图网表9附录二：版图网表10I

3、II1.绪 论1.1 设计背景 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 Pr

4、o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。1.2 设计目标1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑四输入或非门电路原理图。2.用tanner软件中的TSpice对四输入或非门电路进

5、行仿真并观察波形。3.用tanner软件中的L-Edit绘制四输入或非门版图，并进行DRC验证。4.用tanner软件中的TSpice对四输入或非门的版图电路进行仿真并观察波形。5.用tanner软件中的layout-Edit对四输入或非门进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。2.四输入或非门2.1 四输入或非门电路结构四输入或非门是最常用的基本功能电路之一，广泛应用于数字逻辑电路电路设计中。在本次课程设计中，使用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑四输入或非门电路原理图。真值表如下2.1。表2.1 四输入或非门的真值表原理图如图2.1。图2.1 四输入或非门的原理图2.2 四

6、输入或非门电路仿真 使用TSpice对原理图进行仿真。 首先，生成电路网表，如图2.2。图2.2 生成原理图电路网表 给四输入或非门的输入端加入激励信号。仿真中高电平为Vdd=5V，低电平为Gnd，并添加输入输出延迟时间。进行仿真，输出波形。波形图如下图2.3。图2.3 四输入或非门电路输入输出波形图2.3 四输入或非门的版图绘制 用L-Edit版图绘制软件对四输入或非门电路进行版图绘制，版图结果如图2.4。图2.4 四输入或非门电路版图 进行DRC检测，检测是否满足设计规则。如图2.5。图2.5 DRC验证结果2.4 四输入或非门的版图电路仿真 同原理图仿真相同，首先生成电路网表。如图2.6

7、。图2.6 生成版图电路网表 添加激励、电源和地，同时观察输入输出波形，波形如图2.7。图2.7 四输入或非门电路版图输入输出波形图 四输入或非门电路的版图仿真波形与原理图的仿真波形，基本一致，并且符合输入输出的逻辑关系，电路的逻辑设计正确无误。2.5 LVS检查匹配 对四输入或非门进行LVS检查验证，首先添加输入输出文件，选择要查看的输出，观察输出结果检查四输入或非门原理图与版图的匹配程度。首先导入网表，如下图2.8。图2.8 导入网表 输出结果如图2.9。图2.9 电路LVS检查匹配图 网表匹配，设计无误。总 结通过两周的课程设计学习，综合运用所学的知识完成了设计任务。使我更进一步熟悉了专

8、业知识，并深入掌握仿真方法和工具、同时为毕业设计打基础的实践环节。进一步熟悉设计中使用的主流工具，学习了良好的技术文档撰写方法；了解后端设计；加深综合对所学课程基础知识和基本理论的理解好掌握，培养了综合运用所学知识，独立分析和解决工程技术问题的能力；培养了在理论计算、制图、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及应用工具等方面的能力，逐步树立正确的设计思想。在老师布置好题目后，我仔细进行设计，通过查阅各种参考书籍，最终把实验做出来了，达到了老师对本实验的要求。在这次设计中我收获颇丰，首先最直接的收获就是我巩固了这节课所学的知识，把它运用到实践中去，并且学到了许多在课本中所没有的知识。通过查阅相关

9、知识，进一步加深对tannerr的了解。其次，我们不管做什么都不能粗心，如我们输入程序时把字母打错了时，保存文件时名称与程序中的名称不一样时，都会导致编译错误，在此过程中虽然浪费了不少时间，但这也让我注意到实际做设计时应该应该注意的问题，意识到自己的不足，对学过的知识了解不够深刻，掌握的不足够。通过对典型IC集成电路的原理图和版图的绘制及仿真，对模拟电路的工作原理有了进一步的了解。再借助tanner软件模拟电路的原理图绘制及其版图生成，熟悉了tanner在此方面的应用，以增强计算机辅助电路模拟与设计的信心。总的来说，这次设计还算成功，也让我明白了要把理论知识与实践结合起来，从实践中强化自己的理

10、论，才能更好提高自己的实际动手能力和独立思考能力。如果在设计过程中遇到问题时，我们要有耐心的查找错误，这也是学习的过程。参考文献1Alan Hastings.The Art of Analong Layout second Edition模拟电路版图的艺术.第二版.电子工业出版社，2013。2王颖著.集成电路版图设计与Tanner EDA工具使用.第二版.西安电子科技大学出版社,2009。3曾庆贵著.集成电路版图基础.机械工业出版社,2008。4张为著.集成电路版图基础.清华大学出版社,2009。5廖谷平,陆瑞强著. Tanner Pro集成电路设计与布局实战指导.科学出版社 200712附录

11、一：原理图网表.include D:tannerTSpice70modelsml2_125.mdVdd Vdd Gnd 5VA A Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 100n)VB B Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 200n)VC C Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 30n 100n)VD D Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 150n).tran/op 10n 800n method=bdf.print tran v(Y) v(A) v(B) v(C) v(D)* SPICE netlist wri

12、tten by S-Edit Win32 7.03* Written on Jul 3, 2013 at 16:20:23* Waveform probing be.options probefilename=zou1.dat+ probesdbfile=C:UsersSHARKDesktopzouzou1.sdb+ probetopmodule=Module0* Main circuit: Module0M1 Y A Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M2 Y B Gnd Gnd NMOS L=2u

13、 W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M3 Y C Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M4 Y D Gnd Gnd NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u M5 Y D N5 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM6 N5 C N6 Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM7 N6 B N7 Vdd PMOS L=2u W=22u A

14、D=66p PD=24u AS=66p PS=24uM8 N7 A Vdd Vdd PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u* End of main circuit: Module0附录二：版图网表* Circuit Extracted by Tanner Researchs L-Edit Version 9.00 / Extract Version 9.00 ;* TDB File: C:UsersSHARKDesktopzouzou.tdb* Cell: Cell0Version 1.04* Extract Definition File:

15、D:tannerLEdit90SamplesSPRexample1lights.ext* Extract Date and Time: 07/03/2013 - 15:15.include D:tannerTSpice70modelsml2_125.md.include D:tannerTSpice70modelsml2_125.mdVdd Vdd Gnd 5VA A Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 100n)VB B Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 200n)VC C Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 30n 100n)VD

16、 D Gnd PULSE (0 5 0 10n 10n 50n 150n).tran/op 10n 800n method=bdf.print tran v(2) v(A) v(B) v(C) v(D)* Warning: Layers with Unassigned AREA Capacitance.* * * * * * * Warning: Layers with Unassigned FRINGE Capacitance.* * * * * * * * * Warning: Layers with Zero Resistance.* * * * * NODE NAME ALIASES*

17、 1 = D (50.5,-10.5)* 3 = Gnd (2,-23.5)* 4 = Vdd (5,76.5)* 5 = A (8,-10.5)* 6 = B (21,-10.5)* 9 = C (35.5,-9.5)M1 2 D 8 Vdd PMOS L=3u W=11u * M1 DRAIN GATE SOURCE BULK (49 40.5 52 51.5) M2 Gnd D 2 Gnd NMOS L=3u W=11u * M2 DRAIN GATE SOURCE BULK (49 -1.5 52 9.5) M3 8 C 10 Vdd PMOS L=3u W=11u * M3 DRAIN GATE SOURCE BULK (35 40.5 38 51.5) M4 10 B 7 Vdd PMOS L=3u W=11u * M4 DRAIN GATE SOURCE BULK (21 40.5 24 51.5) M5 7 A Vdd Vdd PMOS L=3u W=