集成电路实验报告 反相器与非门设计

集成电路集中上机试验汇报——反相器、与非门设计学院：专业：姓名：学号：一、试验目标（一）全方面了解Schematic设计环境，并学会利用（二）掌握与非门、或非门、反相器等电路原理图输入方法（三）掌握逻辑符号创建方法二、试验原理开启SchematicEditor后，在命令解释窗口CIW中，打开任意库与单元中Schematic视图，浏览SchematicEditing窗口，详细介绍以下：图2.1SchematicEditing窗口菜单栏中可选菜单有Tool、Design、Window、Edit、Add、Check、Sheet、Options等项。图标栏内全部命令都能够在菜单栏实现，图标栏提供使用频率较高一些菜单为快捷方式，意在提升设计效率。在设计过程中，除了能够使用图标快捷方式外，还有盲键（Bindkey）快捷方式。Cadence系统安装过程中已经设置了通用盲键，但用户能够依照自己需要自行设置，在CIW窗口中，选择Options→Bindkeys，能够对全部设置盲键自定义。Cadence系统支持3D鼠标，左、中、右分别定义为LMB、MMB、RMB。LMB用于点击和选择之用，MMB用于辅助编辑，RMB与LMB配合使用，在调查元件属性，局域放大，元件旋转等方面都有应用，在详细试验过程中有详细说明。在全部元件添加中，必须定义元件属性。最终，为了后续设计中执行仿真，每个元件必须具备物理模型（Model），在lab3中将有实例说明。三、电路原理图设计通常流程（一）创建库与视图（二）添加元件：在SchematicEditing窗口中，选择Add→Instance。（三）添加Pins：在左侧Toolbar图标栏中选择pinicon图标，出现Addform，在Pinnames栏中输入。（四）添加Sources和Ground：选择Add→Instance，在Librarycolumn中选择analogLib，再选择vdd并添加到schematic中。同上方法，完成gnd添加，按ESC键。（五）连线、连线命名：点击WireName图标。strench（拉伸）移动过线至适宜位置并点击它，完成以上操作后，按键Esc。点击toolbar栏中checkandsave图标，检验电路图无误后存档。四、试验内容（一）反相器电路原理图设计1、打开相关软件图4.1软件界面图2、建立library，输入NAME，选择“ATTACHTOANEXISTINGTECHFILE”。3、对于TechnologyLibrary，选择“NCSU_TECHLIB_TSMC02”4、进入设计面板图4.2设计版面图5、在SchematicEditing窗口中，选择Add→Instance，打开instance窗口如图3.3所表示，在窗口中点击右侧Browse按钮，弹出LibraryBrowser窗口如图3.4所表示，在Library栏中选择analogLib，Cell选择nmos4，Cellview选择为symbol。如图4.3instance窗口如图4.4LibraryBrowser窗口6、在Instanceform中输入nmos4参数以下：modelnametrnmoswidth2.0ulength0.5u移动LMB（鼠标左键）到schematic窗口，刚才选择nmos4元件以高亮度（黄色）出现，点击LMB完成添加过程。选择Add→Instance，在Librarycolumn中选择analogLib，再选择pomos4，在视图中选symbol，参数设置为：modelname：trpmoswidth：2.5ulength：0.5u添加完元件后，按ESC键7、绘制原理图以下图4.5反相器原理图8、仿真验证：加方波进行仿真验证如图图4.6仿真波形9、出现毛刺原因：mos管g、d之间存在电容，将输入信号耦合到了输出，能够经过延长输入跳变时间，能够减弱这种现象。（二）创建符号1、在CIW窗口中，依次选择Tools→librarymanager→liangbaizhi→nand2。双击viewcolumn中schematic选项，在schematic中，依次选择：design→createcellview→Fromcellview。（1）各项选择以下：LibrarynameliangbaizhiCellnamenand2FromviewnameschematicToviewnamesymbolTool/Datatype:Composer-symbol选择完成后点击OK，弹出SymbolGenerationOptions窗口在SymbolGenerationOptions窗口中，请确定：LiftpinsINAINBRightpinsOUT点亮Load/Save按钮，点击OK（在窗口顶端），自动生成nand2symbol。（2）用LMB选择红色边框box，按键“m”移动边框box至上一格（移动一格）。用LMB选择整个pinINA，按键“m”向上移动一格（拉开INA与INB使其间隔两格）。（3）选定绿色长方形边框，点击del图标将其删除。选定，并移动至框图下方空白处。重复步骤，移动三个cdsParam。注意：cdsParam与cdsTerm（共六个）均可删除，不影响符号编辑。（4）在编辑窗口中，依次选择Add→shape→arc，在窗口空白处点击LMB完成添加。（5）点击LMB确定弧线形状，将做好弧线拖入box，利用F3能够实现旋转，将弧线开口一侧移至距离INA与INB2-3格处。（6）依次选择Add→shape→line，以LMB点击弧线左上角端点，向左延长3格，向下做成一个直角拐角并向下延长4格，再向左延长3格与弧线左下角端点相接。（7）选择Add→shape→circle，将圆添加到弧线右侧中部位置。（8）将pins（INA，INB，OUT）与添加图形组合。（9）选择Design→Checkandsave。得到以下列图：图4.7符号图（三）版图设计1、点击TOOLS→AnalogEnvironment，进入界面图4.8AnalogEnvironment界面2、进行作图和调整，新建cellview3、点击OK进入版图设计，版图设计版面以下图4.9版图设计界面（6）版图设计结果以下图4.10版图设计结果界面至此，设计结束五、双输入与非门原理图设计对于双输入与非门，设计步骤相同电路设计以下图5.1电路设计图电路仿真及结果对与非门电路进行测试时，两输入端A与B应加参数不一样两个方波信号，利用直流电源Vdc使得电路工作，应尤其注意一点是在仿真时输出端应加上大阻值电阻，以使得与非门器件能够正常工作，在此试验中，采取1M欧姆电阻。加到A与B端方波信号信息以下所表示：建立仿真环境，以下所表示：在此试验中只进行瞬时仿真，仿真结果以下所表示：图5.2仿真结果图（3）符号设计以下图5.3设计符号图（4）版图设计以下图5.4双输入与非门版图编辑好后点击，查看检验结果图5.5双输入与非门检验结果图然后点击LVS，进行版图提取，因为软件原因，无法运行图5.6进行版图提取结果图六、试验心得经过此次集成电路集中上机试验，我已经初步掌握了解Cadence系统下Schematic设计环境；并学会利用掌握与非门、反相器等电路原理图输入方法；掌握逻辑符号创建方法。并能够独立利用