cad设计二输入讲解(共16页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上集成电路CAD课程设计报告两输入或非门的设计 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 一、设计要求（1）绘制电路图a、明确电路结构；b、明确电路中器件的类型、数目；c、明确电路中端口的数目以及所联接的信号类型；d、确定MOS的宽长比，确定MOS管的尺寸，沟长采用所用工艺规定的最小条宽的整数倍。（2）根据电路结构绘制版图在正确的电路结构基础上，绘制版图：a、要求版图中电路的元件数目、类型以及尺寸与所画电路结构保持一致；b、要求元件之间连接正确，并与所确定电路结构保持一致；c、要求版图中电路的端口数目、位置与所确定电路保持一致；（3）DRC验证绘制版图后要进行DRC验证：a、采用DRC规则文件对绘制版图进行DRC校验；b、根据校验提示语句修改版图直至正确为止，提交正确的DRC校验结果。（4）撰写课程设计报告按以下要求书写：a、报告严格按照以下提供模板格式书写；b、报告内容要含有原电路电路图以及所绘制版图的截图；c、报告内容要含有DRC校验结果（相关截图以及文件）。二、 设计目的1、熟悉candence软件，并掌握其各种工具的使用方法。2、用cadence设计一个三输入或非门，并画出仿真电路、版图、并验证其特性。三、 设计的具体实现1.电路概述二输入或非门有两个输入端A和B以及一个输出端Q，当A端或B端为高电平时输出为低电平，当两个输入都为低电平输出才为高，表达式如下所示： 图1 ABQ 00101 0 100110或非门的电路符号和真值表如图1所示：图2由于此次是用CMOS管构建的二输入或非门，而CMOS管的基本门电路有非门、与非门、或非门等，所以直接用CMOS管搭建出二输或非门电路。原理图如图二所示。2.cadence简介：Cadence公司的电子设计自动化（Electronic Design Automation）产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计，功能验证，IC综合及布局布线，模拟、混合信号及射频IC设计，全定制 集成电路设计，IC物理验证，PCB设计和硬件仿真建模等。本次设计是基于cadence工具的三输入或非门的电路和版图设计。3.两输入或非门电路设计和逻辑仿真进入红帽4系统，打开终端输入cd Artist446进入Artist446目录，输入icms &命令运行Cadence软件。在打开的CIW的窗口选择tools Library Manager建立一个新的库文件myLib，在创建一个新的cellview（1）在schematic窗口中选择Tools Analog Evironment,打开模拟窗口（2）setup simulator /directory/host,在弹出窗口中确认simulator项是spectre.单击ok。（3）setup Model Library setup，做如下输入，然后add。 选择Analyses Choose，在坦诚的窗口中吧stop time设为50u（4）选择outputs save all.1、 选择outputs to be plotted select on schematic，然后在schematic窗口中依次选择A、B、C、Y为输入和输出，选择之后按ESC。（5）选择完毕后窗口如下图所示（6）选择Simulation Netlist Create（7）选择Simulation Run 4.版图设计:登录Linux系统，启动终端，cd Layout进入版图目录，然后以layoutPlus &运行版图设计软件，进行版图设计。l nmos版图设计设计规则（允许的最小尺寸）1. ndiff overlap of contact 0.9u2. contact minimum width 0.6u3. contact spacing 0.6u4. contact to gate spacing 0.6u5. poly extension 0.6u6. metal overlap of contact 0.4u1、在CIW窗口中，选择File Open (若无nmos Cell， 则建立 New)，打开nmos版图设计窗口，参数如下：Library NamedesignCell NamenmosView NamelayoutOK2、画poly：在LSW窗口中选择poly dg为当前层，Create Path 画出nmos的门极，按回车或双击鼠标完成绘制。3、画ndiff：在LSW中选择ndiff dg为当前层，Create Rectangle 画一矩形。Edit Move 移动ndiff层，把它放在合适的位置。4、画nmos器件源、漏极的外连接contact：metal1 dg为当前层，在源、漏极画尺寸为1.4um*2.6um的矩形；contact dg为当前层，在源、漏极各画两个尺寸为0.6um*0.6um的contact。5、选择Window Create Ruler，并配合Stretch命令调整版图。6、Save存盘，关闭nmos版图窗口。l pmos版图设计设计规则：1. nwell overlap of pdiff 0.4u2. pdiff overlap of contact 0.9u3. contact minmum width 0.6u4. contact spacing 0.6u5. contact to gate spacing 0.6u6. poly extension 0.6u7. metal overlap of contact 0.4u1、利用已经画过的nmos来生成pmos，在CIW命令窗口中选择ToolsLibrary Manager命令，选中nmos打开它的复制窗口，复制到pmos中。2、打开pmos的版图，选中n型注入的矩形，利用EditProperties命令，将n型注入改成p型注入。3、选中p型注入的矩形，利用CreateLayer Generation命令，在p型注入的矩形外生长0.4u的n阱。4、根据设计规则调整pmos大小。5、建立一个接触孔的平面数组来复制接触孔，使其生成最终符合规则的pmos器件并保存。l 利用已生成的nmos和pmos的版图来绘制两输入或非门的版图1、打开nand3的空白版图设计窗口。2、选择CreateInstance命令，在Create Instance窗口中设置成如下形式： 在版图上点击一下，将nmos放置到版图上。3、同样方法放置pmos，参数如下：4、将metal1置为当前层，根据设计规则画出电源和地线。5、用CreatePath命令画出输出连接，用CreateRectangle命令画出电源和地的连接。6、将poly置为当前层，用CreatePath命令画出门极连接。7、用CreatePin命令在版图上加入A, B.C,Y的引脚。8、用CreateContact命令将NTAP和PTAP放置在电源线和地线上。9、调整坐标位置并保存。5.版图设计以及DRC校验首先打开Cadence16.5选择其中的Design Entry CIS子软件，在弹出的窗口中选择orCAD Capture CIS，如下图9所示： 图9进入工作界面之后在菜单栏中选择File按钮然后选择New选项下面的子选项Project来建立新的工程，如下图10所示：图10点击OK之后就能进入工作界面，如下图11所示：图11点击菜单栏中的Place按钮选择Part选项调出元件库，然后点击右边中的处加载需要用到的一些元件库。从组件库引用模块:编辑反相器电路会利用到NMOS, PMOS, Vdd 与Gnd 这4 个模块，所以要从组件库中复制NMOS, PMOS, Vdd 与Gnd 这4 个模块到文件，并在PAGE1编辑画面中引用。最后画好的版图如下图3中所示：图3或非门版图选择Tools/DRC命令，打开Design Rule Check对话框，选中Write errors to files复选框将错误项目记录到yumen.drc文件或自行取文件名，单击“确定”按钮，进行设计规则检查，结果如图24中所示图24从图28中可以看到，整个与门电路的版图DRC没有错误，然后接下来就能生成SPC文件了。执行Tools/Extract命令或单击图标，打开Extract对话框，在Extract definition file栏内选择X: Ledit11.1Samples SPRexample1lights.ext文件，如下图所示。选择Output标签页，在“Comments”栏中，选择Write nodes name选项，在“Write nodes and devices as”栏内选中Names项，即设定输出节点以名字出现，并在SPICE include statement栏内输入“.include X: Tspice81modelsm12_125.md”，然后单击Run按钮，即可提取yumen.spc文件，执行File/Open命令，打开yumen.spc文件。四、结论与展望此次课程设计在老师的悉心指导，同学们的热情帮助下，我已圆满完成了本次课程设计的要求。从课题选择到具体构思和内容以及数据的测试，我深刻体会到做事情不能急躁，从电路原理图的绘制到仿真，再到版图的制作，每一步都要要细心仔细的去完成。在这周时间所经历的学习和生活，我深刻感受到老师的精心指导和无私的关怀，让我受益匪浅。本次课程设计的名称为“二输入与门电路设计”，经过此次课设使我对Cadence软件和L-Edit软件的使用都有了更深刻的了解，这将对我以后的学习和工作带来莫大的帮助。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。门电路是构成各种复杂数字电路的基本逻辑单元，CMOS门电路作为目前应用最广的门电路之一，掌握CMOS门电路的逻辑功能和电气特性，对于正确使用数字集成电路是十分必要的。CMOS门电路是以金属氧化物半导体场效应晶体管作为开关器件的集成电路。与TTL门电路相仿，在CMOS门电路的定型产品中有反相器（非门）、与门、或门、与非门、或非门、与或非门和异或门几种常见的类型。输入端、输出端的电路结构也分为多种形式，比如单端输入单端输出、双端输入单端输出、三输入、四输入等。五、致 谢 四年的大学生活接近尾声，首先，要感谢所有教过我的老师，不论是在学习，还是在生活上，谢谢您们付出的点点滴滴，指引我前进的道路。在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。 谢谢与我真心相待的朋友，陪我度过大学最美好的时光，你们是我最宝贵的财富 还要感谢我的父母，谢谢你们一如既往的支持和包容，使我健康的成长，积极乐观地生活。 特别地，要感谢本论文的指导教师老师。谢谢您悉心认真负责地指导。也谢谢您像朋友一样随和热情地鼓励。虽然相识不久，但是，与老师相处的这段日子给我四年的大学生活画上了一个美丽的句点。在这里，再一次真心地谢谢您！ 六、参考文献童诗白 华成英·模拟电子技术基础（第四版）·高等教育出版社·2012年出版。拉扎维·模拟CMOS集成电路设计·西安交通大学出版社·2003年出版。曾庆贵 姜玉稀·集成电路版图设计教程·上海科学技术出版社·2012年出版。权海洋主编。超大规模集成电路设计与实践，西安电子科技大学出版社，2003年出版。 高德远主编。超大规模集成电路系统和电路的设计原理，高等教育出版社，2003年出版。 贾新章等. OrCAD/Capture CIS 9实用教程。 西安电子科技大学出版社，2000年出版。贾新章等. OrCAD/Capture 9实用教程。 西安电子科技大学出版社，1999年出版。邓红辉等译。CMOS集成电路版图-概念、方法与工具，电子工业出版社，2006年3月出版。孙润等编著。TANNER集成电路设计教程（第一、二册），北京希望电子出版。专心-专注-专业