（计算机应用技术专业论文）035um标准单元库的设计技术研究及实现.pdf

摘要 摘要 微电子技术在经过大规模( l s i ) 、超大规模( v l s l ) 、特大规模( u l s l ) 集成时代后，已 于1 9 9 5 年后进入极大规模( g s i ) 集成时代。作为高科技的代表，集成电路技术对世界经 济的发展起到了不可估量的作用。而专用集成电路( a s l c ) 由于具有开发周期短、开发 成本低、可靠性高等优点，更是得到了快速的发展。其中，性能优良的单元库更成为连 接a s i c 用户和工艺线之间不可或缺的桥梁。实践证明，没有良好的单元库就不可能进 行高水平a s l c 的设计。但就是在这种情况下，日益庞大的单元库也成为了v l s i 由设 计到产品，要求不断缩短进入市场周期的一个瓶颈。 近年来，在v l s i 中，基于标准单元的设计已经成为主流的设计风格。但同时标准 单元库也变得越来越大，有的多达5 0 0 多个。这就意味着，要建立、验证和维护这些标 准单元库需要大量的时间、人力和物力，而且还无法避免的是，错误会经常渗透到单元 设计和单元特性工艺中。签于此，就需要用更新更实用的技术对一个单元库进行经常而 有效地维护。 针对上述问题，本文主要讲述了0 3 5 u m 标准单元的建库流程和标准单元库中库的 种类，其中包括符号库、布局布线库、综合库、仿真库、时序库、版图库。在这些单元 库中，共有4 2 0 个单元。单元的种类包括基本单元种类、i 0 单元种类、模拟宏单元以 及具有各种规模的s r a m 、r o m 宏单元等。本文在整个建库过程中，通过c a l l d e c e ，s y n o p s y s 等设计工具的应用，重点解决在建版图库中，使改进了的建库技术能够更加科学、合理、 实用，从而优化标准单元的高度和标准单元的宽度，并且优化布线，达到芯片面积减小 的目的。 关键词：专用集成电路o 3 5 u m 标准单元库版图库优化 翌塑查兰夔主兰垡堡兰 a b s t r a c t n ed e v e l o p m e n to fm i c r o e l e d m n i ct e c l l n o l o g yh a sg o n et h r o u g l ll s i ，v l s l ，u l s l a g c s 卸dc o m ei n t og s la g ei n1 9 9 5 a st l l er e p r e s e n t a t i v eo f h i - t e c i i l i o l o g y ，i l l t e g r a t ea r c u i t t e c h n o l o g yh o l d st l l eb a l 蛐c eo fp o w e ri nt h ed e v e l 叩m e n to fw o r l de c o n o m y a s i cd e v e l o p s f 缸t e rd u et ot h es h o nd e v e l o p m e n tc y d e ，1 0 wd c v e l o p m e n tc o s ta l l dh i g l lr e l i a b i l i t y g o o d f i l n c t i 伽a lc e nl i b m r yj sab r i d g ct ol j n ka s i cu s e r sa l l dp - 0 c e s sl i n e i ti si m p o s s i b l et oh a v e h i g l il e v e la s l cd e s i 印w j t h o u t9 0 0 dc e l l l i b 删呼王l lt h i sc 勰e ，b i gc e ul i b m r yh a sb e c o m ea b a r r i e rf o rs h o n e n i n gt h et i l l l et oe n t e rt ot l l em a r k e to fv l s ip m d u d s i nr e c c n ty e a 璐，d e s i 印b a s e ds t 卸d a r dc e hi st h em a i ns n e a md e s i 印s t y l e s t a l l d 删c c n l i b m r yj sg e t t j n gb i g g e r 柚db i g g c r ，s 0 m eh a v eb e e no v e f5 0 0u n 缸h o w e v e r ，t oc r c a t e ，v e r i f y 柚dm a i n t a i nt h e s es t a n d 甜dc e l ll i b t a r i c sn e e da 孕e a tl o to ft i m e ，m 孤p a w e r 卸dm a t e r i a l r e s o u r c e s m o r e o v e r ，e 巾o r so f t e no c c u ri nt h ec e l ld e s i 印卸dc e l lc h a m d e r i s t i cp r o c e s s a t p r c s e n t ，t l l et e d m o l o g yi sd i v e r s i f j e d 柚dc h a i i g e sq u i c l 【ly s oac e ul i b r a r yn e e d st o b c m a i n t a i n e dc c m s t a n t l y t h i sp a p e rm a i n l yt e l l sa b o u tt l l ec r c a t i o nl i b r a r ) rn o w 扑dv a r i e t i e so f0 3 5 u ms t 柚d a r d c e l ll i b r a 吼i n d u d i n gs y m b o ll i b r a r y ，p rl i b r a r y ，s y l l t i l e s i s l i b r a r y ，s i m u l a t i 咖l i b r a r ) r ， t i m i n gl i b r a r y ，h y o u tl i b m r y i nt h e s ec e ul i b r a r i e s ，t h e r ea r e4 2 0 c e l l s c e l l sc a nb e 目o u p e d i n t ot h ef o l l o w i n gf o u rc a t e 9 0 r i e s ：b a s i cc c l l s ，i oc e l l s ，卸a l o gm a c r oe l e m e n t sa l l dm a c r o e l c m e n t s ，i n c l u d i n gs r a m ，r o m w i t ha l lk i n d so fs c a l e s ) c 卸d e c ea n ds y n o p s y s a r c u s e di nc r e a t i n gl i b r a r y t h ee m p h a s i sj si m p m v i n gc r c a t i n gl i b m r yt e c l l i l o l o g yi nl a y o u t l i b r a r y ，s u c ha so p t i m i z i n gc e l lw i t h s 柚d 叩t i m j z i n gc e uh e i g h t s ，f i l n h e 肌o r e ，o p t i m i z i n g m u t i n g t bd ot h i sm i n i m i z ec h i ps i z e l y w o r d s ： a s l co 3 5 u ms 协n d 盯dc e l ll i b m r y l a y o u tl i b r a r ) ro p t i m i z i n g h 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加咀标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书面使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 签名：盏立丕日期：枷弓月b签名：堑盥垒日期：枷弓月b 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南 大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被 查阅和借阅。可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复铷手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名： 导师签名：，础 日期：伊名；乙月f ) 日 第一章引言 第一章引言 在市场竞争日趋激烈的今天，随着单片集成电路集成度和工作速度的提高，更加要 求能够在最短的时间周期内，设计开发出高集成度和高速度的各种专用集成电路。因此， 有经济和实力的集成电路设计公司及加工厂家，都应该拥有自己的标准单元库。 1 1 建库背景 单元库是a s l c 设计的关键部分。对于可编程a s i c 而言，f p g a 以成套设计工具 形式提供逻辑单元库，通常用户没有其他选择，其费用一般为几千美元。对于掩膜式门 阵列( m g a ) 和基于单元的a s i c ( c b i c ) 而言，可有三种选择：a s i c 供应商( 开发a s i c 的公司) 提供单元库；从第三方单元库供应商处购买单元库；建立自己的单元库。 第一种选择采用a s i c 供应商单元库，要求用一套a s i c 供应商认可的设计工具输 入并进行仿真设计。用户必须购买该工具，单元库的费用折算进一次性工程( n r e ) 。有些 a s i c 供应商( 尤其是m g a ) 提供内部开发工具。出于某些原因，在日本，一般的模式 是采用a s i c 供应商提供的工具，而在美国欧洲以及其它地方的设计者更倾向于选择自 己的工具。也许这是因为日本的客户和供应商之间关系比其他国家的更紧密。 a s i c 供应商的单元库通常是虚库单元都是空框或者说是虚的，但是含有足够 的版图信息。完成版图后，将网表传递给a s i c 供应商，在芯片制造前将其填入空框内 ( 由虚变实) 。 第二种和第三种选择是由用户决定购买还是开发。如果购买单元库来完成a s i c 设 计，用户就拥有制造a s i c 的掩膜板( 加工模具) ，这也成为客户控制的加工模具。库供 应商利用a s i c 芯片加工厂提供的工艺信息开发单元库，a s i c 芯片加工厂( 不同于a s l c 供应商) 仅是制造芯片，不提供设计帮助。如果单元库满足芯片加工厂的加工规格，则 称其为合格单元库。这些单元库一般都很贵( 可能几十万到几百万美元) ，但如果单元 库符合几个加工厂的规格，就可以选择最合适的加工厂。这表明，对于大批量生产，购 买较贵的单元库的最终费用比其他解决方案低。 第三种选择是自行开发单元库，许多大的计算机和电子公司会做此选择。尽管单元 库开发工程既复杂又花钱，可如今已设计的单元库多数是自行开发的。 不管采用哪种方法，a s i c 单元库的每个单元必须包括以下内容： 1 物理版图 江南大学硕士学位论文 2 行为级模型 3v c r i l o h d l 模型 4 详细时序模型 5 测试策略 6 电路原理图 7 单元图符 8 连线负载模型 9 布线模型 a s i c 设计者需要每个单元的高层次行为级模型，因为对于完整的a s l c 设计，详 细的时序级仿真会花很长时间。对与非门而言，行为级模型很简单，而对多端口的r a m 而言则很复杂。 a s i c 设计者对每个单元都需要详细时序模型以确定a s l c 各部分的性能。实际制 作硅单元并测试其延时既困难、又耗时，而且又太贵。所以可以由库工程师来仿真各单 元的延迟，这样的过程叫特征化。特征化一个标准单元库或门阵列库包括各单元全定制 版图的电路提取，提取的电路图含有所有寄生电阻和寄生电容元件。然后库工程师对含 有寄生元件的每个单元进行仿真，确定其开关延迟。 所有a s l c 产品都需要测试( 可编程a s l c 在定制前由制造者测试，但它们还需要 再测试) 。小规模或中规模模块的简单单元采用自动化技术测试，但诸如r a m 或乘法器 之类的大模块需要规划其测试策略。 单元原理图( 网表描述) 描绘了每个单元的电路，使单元设计者能够对复杂单元进 行仿真。将硅片上的实际版图与原先设计的电路图进行比较版图与电路图( l = v s ， l a v o u t 、，e r s u s s c h e m a t i c ) 检查并不需要详细的单元电路图，但需要有足够的比较信息。 如果a s l c 设计者使用电路图输入，则需要每个单元的单元符号以及不同供应商的 设计工具都能采用的连接符和命名信息。采用逻辑综合而不用电路图设计输入，其优点 是略去了与符号、连接符、单元名有关的一系列问题。逻辑综合还使a s l c 设计在不同 单元库之间的转移或不同工艺之问移植非常容易。 为了在实际布线完成前估算出引线的寄生电容，就需要对给定大小的电路模块中线 网的电容进行估算。这常常采用查表的方式，也称为连线负载模型。这里还需要每 个单元的布线模型。直接用物理设计或版图工具处理大单元太复杂，此时需要比较简单 的物理版图表示法一虚库法，但它仍需包含所有必要的信息。根据虚库中的信息，自 2 第一章引言 动布线工具能在单元上决定何处布线，以及决定连接到单元的位置和类型。 1 2 标准单元库现状 一， 意法半导体( s 删i 口o e l e 咖n i c s ，s d 日前宣布，已开发出6 5 纳米( o 0 6 5 微米) 的 c m o s 设计平台，能让设计人员及客户开发下一代的低功耗、无线、网络、消费性与高 速应用等系统单芯片( s o c ) 产品。此外，s t 也宣称，已完成6 5 纳米s o c 的设计与输出 ( t a p e o u t ) 。 s t 的完整6 5 纳米数据库平台包含多重处理器选项，能针对独立单元优化其功耗、 性能或通用功能。每个处理器选项都比9 0 纳米制程微缩了一半的体积、提升3 0 的速 度，同时减少了5 0 的泄漏电流，因此能大幅降低功耗。 该平台提供两种标准单元库，可分别针对性能与密度进行最佳化，从而提供超过 1 ，5 0 0 个单元、多重电压i ，o 单元、多个内存，以及模拟口。这些单元支持每平方毫米 超过8 0 0 ，0 0 0 闸的密度，其核心供给电压介于1 0 v 2 o v 之间，金属层间距为o 2 u m ， 并具有从6 层到1 0 层绕线的金属层。 芯原微电子有限公司和中芯国际日前共同发布针对中芯国际0 1 3 u m c m o s 先进工 艺的半导体标准设计平台。这套平台包括存储器编译器、单口双口静态随机存储器、扩 散可编程只读存储器、双口寄存器组、标准单元库和输入输出单元库。据悉，该标准设 计平台是为中芯国际的o 1 3 u m c m o s 工艺量身定制的，已通过中芯国际流片验证，并 支持业内主流e d a 工具。 对于我们现在要做的d s p f 2 4 0 陀0 6 芯片，要采用0 3 5 u m 工艺。但是目前我们只有 0 5 u m 标准单元库，而且它的c o r e 与外设逻辑要做正向设计，版图设计上基本上采用半 定制，但是也有全定制部分，所以需要建0 3 5 u m 标准单元库。 1 3 本论文的主要工作 本文的主要任务是o 3 5 u m 标准单元库的设计技术研究及实现。从重要的版图库开始， 根据建库流程到最终的芯片测试和工艺流片，做了大量的工作i ”。 1 版图库的生成。 2 布局布线库的生成。 3 符号库和时序库的生成。 3 江南大学硕士学位论文 4 仿真库的生成。 5 测试芯片。 为了优化0 3 5 u m 标准单元库从而减小芯片和更有效的使用布局布线工具，主要在 以下几个方面有所创新： 1 优化标准单元的宽度。 2 优化标准单元的高度。 3 优化布线网格p i t c h 。 1 4 小结 本章主要讲述了标准单元库的：建库背景，标准单元库现状以及本论文将要做的主要 工作。 4 第二章建库流程 第二章建库流程 2 1 设计方法及建库基础 2 1 1a s i c 设计方法 a s i c 设计方法主要包括全定制设计和半定制设计1 2 j 。半定制设计又分为门阵列设 计、标准单元设计、可编程逻辑等等。全定制设计已经不再是主流的设计风格。全定制 设计方法完全由设计师根据工艺，以尽可能高的速度和尽可能小的面积及完全满意的封 装，独立进行芯片设计。这种方法虽然灵活性高，而且可以达到最优的设计性能，但是 要花费大量的时间与人力来进行人工的布局布线：而且一旦需要修改内部设计，将不得 不影响到其它部分的布局。所以，它的设计成本相对较高，适合于大批量的a s l c 芯片 设计。相比之下，半定制是一种约束性设计。约束的目的是简化设计、缩短设计周期， 并提高芯片的成品率。它更多地利用e d a 系统来完成布局布线工作，可以大大减少设 计工程师的工作量。所以，它比较适合小规模设计生产和实验。 2 1 2 标准单元设计方法 半定制方法中的标准单元法是本文采用和讨论的设计方法。标准单元法是利用标准 单元库通过e d a 工具自动生成版图、并进行布局布线的方法【m 。它的特点是设计比较 灵活、功能强，既可用于数字a s l c 的设计，也适合模拟a s i c 的设计，芯片利用率高。 但其设计周期较长，开发费用和风险率也相应提高，而且需要有合适的单元库。建立完 整的标准单元库需要做大量的工作。 2 1 3 标准单元库与正向设计流程的关系 现代a s l c 芯片的一般设计模式是自顶向下pd o w n ) 1 4 1 。每个阶段完成后，再进行 下阶段的设计。除非在后面的验证中发现之前的设计有错误，需要返回重新进行修改， 否则，不需要返回前一阶段。图2 1 是0 - 3 5 u m 标准单元库与a s i c 设计流程的关系。 江南大学硕士学位论文 图2 10 3 5 u m 标准单元库与a s l c 设计流程的关系 6 第二章建库流程 2 2 建库流程 1 方案设计及论证 建立0 3 5 u m 的标准单元库需要：o 3 5 u m 工艺和器件模型，如s p j c cm o d e l 。o 3 5 u m 工艺的设计规则、m o s f e t b i p o l a r 瓜e s i s t o r ，s p i c em o d e l s 及r cm o d e l s 等等技术资料。 确定欲支持的设计流程，建库时应充分考虑与e d a 设计工具无缝衔接的需求。 2 版图设计的生成。根据工艺提供的设计规则，完成库单元版图的设计与验证。此 时生成完整的单元版图库和布局布线库。 3 单元特征化。完成单元电路特征性能分析及性能参数的特征化。特征化的主要内 容有：延时、建立时间、保持时间、最小脉冲宽度、输入电容、功耗、直流特性等等【5 1 。 4 库模型生成及库文档生成。利用c a n d e n c c 中的v c r i l o gx l 生成仿真库。 利用 s y n o p s y s 中的d e s i 驴c o m p i l e r 工具生成逻辑综合库。 5 设计工具流程验证。通过一些设计将a s l c 库纳入相应工具流程中，从前端到后 端进行设计流程方面的全面验证。 6 测试芯片设计及工艺流片验证。整个建库流程图如图2 2 所示： 方案设计与论证 上上 版图设计生成 u 单元特征化，时序库生成 上土 库模型生成及库文档生成 上 设计工具流程验证 u 测试芯片设计及工艺流片验证 图2 2 建库流程图 7 江南大学硕士学位论文 2 3 建库内容 为了标准单元库能够在先进的e d a 工具上使用，一个完整的集成电路标准单元库 应该包括：综合库，仿真库，时序库和版图库。库单元的最少数目应该在1 0 0 个左右l 们。 在0 3 5 u m 标准单元库中的单元有4 2 0 个。下面是0 3 5 u m 标准单元库中单元的种类和库 的种类： 标准单元库中单元的种类： 1 ) 基本单元种类： 包括各种门电路、各类触发器、全加器、译码器、选择器等单元。 2 ) i 0 单元种类： 包括输入端口、各种输出能力的输出端口、三态输出端口、双向端口及晶振单元、 各种配置的电源地。 支持c 舯s 、c m o ss c h m i t tt r i g g e r 、t t l 、t t ls ch i i i i t tt r i g g e r 形式的输入端口 单元。 3 ) 宏单元： 如各种规模的s i t a m 、r o m 等。 4 ) 模拟宏单元： 振荡器、上电复位电路、电压比较器、运算放大器、锁相环等。 标准单元库中库的种类 符号库、布局布线库、综合库、仿真库、时序库、版图库。 2 4 小结 本章主要讲述了标准单元的设计方法及其建库基础、建库流程和建库内容。 第三章版图库 第三章版图库 单元库中最重要的是版图库。版图是集成电路从设计走向制造的桥梁，它包含了集 成电路的尺寸、各层拓扑定义等与器件相关的物理信息数据。集成电路制造厂家根据这 些数据来制造掩膜。根据复杂程度，在不同工艺中，完成一套掩膜可能需有几层到二十 几层。一层掩膜对应于一种工艺制造中的一道或数道工序m 。掩膜上的图形决定着芯片 上器件或连接物理层的尺寸。因此版图上的几何图形尺寸与芯片物理的尺寸直接相关。 由于器件的物理特性和工艺的限制，芯片上物理层的尺寸和版图的设计必须遵守特定的 规则，这些规则是各集成电路制造厂家根据本身的工艺特点和技术水平来确定的。 3 10 3 5 u m 工艺的设计规则 电路设计师一般都希望电路设计得尽量紧凑，而工艺设计师却希望工艺成品率高， 设计规则是对他们满意的折衷。设计规则是良好的规范文献，它列出了元件( 导体、有 源区、电阻器等) 的最小宽度，相邻部件之间所允许的最小间距，必要的重叠与给定的 工艺相配合的其它尺寸。对于一种工艺，当确定其设计规则时，要考虑的因素有掩膜的 对准、掩膜的非线性、片子的弯曲度、外扩散( 横向扩散) 、氧化生长剖面、横向钻蚀、 光学分辨率以及它们与电路的性能和产量的关系【8 l 。设计规则规定了掩膜版上每个几何 图形如何与彼此有关的另一块掩膜版上的图形水平对准。除了明确指出的不同点以外， 所有的规则是指相应几何图形之间的最小间距。一种设计规则是直接用微米数表示最小 尺寸( 0 3 5 u m 设计规则就是这样) 。但是即使最小尺寸相同，不同公司不同工艺流程的 设计规则也都不相同，这使得在不同工艺之间进行设计的导出导入非常耗费时间。另外 一种是由m e a d 和c o n w a v 推广的比例设计规则，也叫做设计规则。他对整个版图设置 一个参数作为所有设计规则中最小的那一个，其它设计规则都是这个参数的整数倍。此 参数对应不同的工艺有着不同的微米值。 在建版图库时需要按设计规则的要求来操作【9 j ，所以也就有我们常提到的d r c ( d e s j 印r u l ec h e c k ) ，对设计规则的检测工作。设计规则是根据工艺、工厂设备、制作 流程和水平等相关指标，设定出一个相符的规则，以保证生产出有效的的芯片。设计规 则与版图有很大的关系，有很多重复的劳动都是源自于设计规则的变动。也就是在电路 不变的情况下，如果设计规则有变化，版图也要跟着变化( 这在无形之中增加了不少的 9 江南大学硕士学位论文 j ：= 作量) 。所谓设计规则有变化是指，同一家工厂的制程变化或者在同一家工厂以不同 的工艺生产。在小同的工厂生产情况下，所造成的设计规则的变化，无论是何种原因引 起的，版图总是要手动修改。所以，作为一个版图工程师有必要对设计规则有足够的了 解，并知道设计规则存在的用意在何处。 人们把设计过程抽象成若干易于处理的概念性版图层次，这些层次代表将线路转换 成芯片时所必需的掩膜图形。下面就以0 3 5 u m n 阱硅栅工艺为例来介绍有关层次的概 念。不同层次的名称、含义及其图形标记参见表3 0 。 表3 o 不同层次的名称、含义及其图形标记 层次名称含义标记图 n w _ e l ln 阱层 n w d li i l o s n + 或p + 有源区层 l 、醛7 、薯ln +l ：一 ，= ”： p o l y 多晶硅层 l v n ( b n t a c t 一 接触孔层 m c t a l 金属层 p a d焊盘钝化层 _ 一一 l 第五章符号库和时序库 单元说明 单元名字b u f f e r d lb u h = e r d 3b u f f e r d 7b u f f e r d a 驱动能力 1 x3 x7 x1 0 x 等效门数 1 1 6 63 6 65 耗散功率( p w ) 5 51 0 62 6 33 9 6 b u f f e r s 真值表 输入输出 iz ll hh p 描述 电容( p f ) 名字 描述 b u f f e r d lb u f f e r d 3b u f f e r d 7b u f f e r d a l 0 0 0 80 0 0 9o 0 2 20 0 4 7 输入 最大电容 z 0 30 92 13 输出 b u f f e r d l ，b u f f e r d 3 ，b u f f e r d 7 和b u f f e r d a 传输延时j 1 标准输入过渡= 0 1 n s ，负载单元= o 0 0 4 p f 扇出负载481 63 26 4 t d上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 b u f f e r d l0 1 2 50 1 4 40 1 5 7o 1 6 90 2 1 5o 2 0 40 3 4 0 0 2 8 0 0 5 8 2o 4 2 7 b u f f e r d 3o 1 1 70 1 5 70 1 3 0o 1 6 80 1 5 6 o 1 8 9o 1 9 9 0 2 2 40 2 7 6o 2 7 9 b u f f e r d 70 1 1 00 1 4 30 1 1 5o 1 4 70 1 2 6 o 1 5 6o 1 4 8 0 1 7 40 1 8 80 2 0 5 b u f f e r d ao 0 9 60 1 1 90 1 0 00 1 2 20 1 0 6 o 1 2 70 1 1 9 0 1 3 70 1 4 4o 1 5 8 2 标准负载= 0 0 6 4p f ，输入单元= o 1 n s 输入过渡 151 01 52 0 t d上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 b u f f e r d lo 2 1 50 2 0 40 2 3 80 2 8 8o 2 1 8o 3 7 50 1 9 30 4 5 40 1 6 8o 5 3 3 b u 胍妨3o 1 5 60 1 8 90 1 8 90 2 7 30 1 8 3o 3 6 3o 1 6 8 0 4 4 80 1 5 3o 5 3 3 b u f f e r d 70 1 2 60 1 5 60 1 6 0o 2 4 60 1 6 6 0 3 2 80 1 4 8 0 4 0 8 0 1 3 00 4 8 8 b u f f e r d ao 1 0 6o 1 2 70 1 2 30 2 0 20 1 1 30 2 8 20 0 8 8 0 3 5 7 0 0 6 30 4 3 3 江南大学硕士学位论文 2 )2 一l i l p u to rg a t e s o r 0 2 d 00 r 0 2 d 1 2 一i l l p u to rg a t e s 符号 2 一i 印u to rg a t e s 真值表 赶) 一一z a 刊一“ 输入输出 a 1a 2z 1x1 x1 1 o0 o 单元说明 单元名字 o r 0 2 d 0o r 0 2 d 1 驱动能力 0 5 x1 x 等效门数 1 3 31 3 3 耗散功率( p w ) 7 57 8 p 描述 电容( p f ) 名字 描述 0 r 0 2 d oo r 0 2 d 1 a 10 o ( ) 60 3 输入 a 2 0 0 0 6 o 0 0 7 输入 最大电容 z0 1 5o 3输出 1 标准输入过渡= o 1 n s ，负载单元= o 0 0 4 p f 扇出负载 481 63 26 4 o r 0 2 d 0 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t a l d0 1 6 80 2 ”0 2 1 8o 2 6 30 3 2 00 3 3 9o 5 1 9o 4 7 20 9 1 40 7 3 1 姨2 do 1 8 00 2 4 4o 2 3 5o 2 8 50 3 3 3o 3 5 70 5 3 5 0 4 9 40 9 4 20 7 6 4 o r 0 2 d 1 t a l do 1 5 3o 2 0 4o 1 8 10 2 3 00 2 4 30 2 8 00 3 6 40 3 5 9o 6 0 30 4 9 9 认2 d0 1 7 5o 2 2 80 2 0 20 2 5 30 2 6 50 2 9 70 3 8 60 3 7 50 6 2 50 5 2 1 第五章符号库和时序库 2 标准负载= o 0 6 4p e 输入单元= 0 1 n s 输入过渡151 01 5 2 0 0 r 0 2 d 0 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t a l d0 3 2 0o 3 3 9 0 3 4 7o 4 1 6o 3 3 40 5 1 6 0 3 0 9o 6 0 60 2 8 40 6 9 6 姨2 d0 3 3 3 0 3 5 70 3 6 4o 4 1 30 3 6 40 4 8 60 3 4 9 o 5 6 5o 3 3 4o 6 4 3 0 r 0 2 d 1 t a l do 2 4 3o 2 8 0 0 2 7 0o 3 6 30 2 6 00 4 5 5 o 2 3 5o 5 4 9 o 2 1 0o 6 4 3 “也do 2 6 5o 2 9 7 0 3 0 0o 3 5 30 3 0 00 4 2 30 2 9 4o 4 9 3o 2 8 80 5 6 3 4 1d e c r q l 和d e c r q 2 d e c r o 单元符号 单元说明 单元名字d e c r q ld e c r q 2 驱动能力 1 x2 x 等效门数 8 8 耗散功率( p w ) 3 7 74 0 i o d 洲 c p 输入输出 c d nc pe n nd q 0xxx0 10 o 0 1o1 1 10oxq 1h0xq 1x1x q 0 p m 描述 电容( p f ) 名字 d e c r q ld e c r q 2 描述 d0 0 0 40 0 0 4数据输入 c p0 0 0 5o 0 0 5时钟输入 e n n0 0 0 5o 0 0 5 使能端输入 c d n0 0 1 50 0 1 6清零端输入 最大电容 q 0 3 0 6输出 江南大学硕士学位论文 d e c r 0 1 传输延时 1 标准输入过渡= 0 。1 n s ，负载单元= 0 顸h p f 扇出负载 4 8 1 63 26 4 边缘 上升沿下降沿上升沿 下降沿 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q 0 4 7 0o 4 8 2 0 5 0 80 5 0 6 0 5 6 5o 5 4 2 0 6 8 30 6 1 8 0 9 1 5 0 7 5 7 t c q o 1 9 80 2 2 8o 2 6 40 3 4 00 4 7 9 2 标准负载= 0 0 6 4p f ，输入单元= 0 1 n s 输入过渡 1 5 1 0 1 5 2 0 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿 上升沿 下降沿上升沿下降沿 上升沿 下降沿 t o o 5 6 5o 5 4 20 5 8 50 5 6 6o 6 1 0o 5 9 5o 5 9 5o 5 7 8o 5 8 00 5 6 2 t c q o 2 6 40 3 4 50 4 4 5o 5 3 5o 6 2 5 d e c r 0 2 传输延时 1 标准输入过渡= 0 1 n s ，负载单元= 0 0 0 4 p f 扇出负载 481 63 26 4 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q 0 4 6 1o 4 7 1 o 4 8 00 4 8 7 o 5 1 80 5 1 70 5 7 5 o 5 5 9 0 6 9 3o 6 3 8 t c qo 1 9 20 2 0 80 2 3 90 2 8 20 3 6 0 2 标准负载= 0 o “p e 输入单元= o 1 n s 输入过渡 151 01 52 0 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q 0 5 1 8o 5 1 70 5 3 80 5 3 7o 5 6 40 5 6 30 5 4 9o 5 4 80 5 3 40 5 3 3 t c q 0 2 3 90 3 2 10 4 2 30 5 1 30 6 0 3 4 ) d e n a b l e da c t i v e k l wf l i p f l o p s m 闩帆b 1 柚dm f f n r b 2 m f f n r b l 柚dm f n 啄b 2 符号 m h 矾r b la i l dm f 踟t b 2 真值表 输入输出 e 】州c pdqq n 0001 0110 00xqq n 01xqq n 1 x x q 0q n 0 第五章符号库和时序库 单元说明 单元名字m f f n r b lm h n r b 2 驱动能力1 x 2 x 等效门数8 3 38 6 6 耗散功率( p w ) 4 2 64 9 4 p 玳描述 电容( p f ) 名字 描述 m f l n r b lm f f n r b 2 d0 0 0 40 0 0 4 数据输入 c po 0 0 50 0 0 5 时钟输入 e n n0 0 0 5 0 0 0 5使能端输入 最大电容 q o 30 6 输出 q n o 30 6 反相输出 m f f n r b l 传输延时 1 标准输入过渡= 0 1 n s ，负载单元= 0 0 0 4 p f 扇出负载 4 81 63 2 6 4 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q o 铝60 5 2 2o 5 1 70 5 4 7o 5 7 40 5 8 9o 6 8 6o 6 6 8o 9 2 10 8 1 4 t q n o 3 9 6o 3 3 6o 4 2 80 3 6 7o 4 9 20 4 1 70 6 1 30 5 00 8 4 50 6 6 1 2 标准负载= o 0 6 4p e 输入单元= o 1 n s 输入过渡 151 01 5 2 0 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q 0 5 7 4o 5 8 90 5 9 0o 6 1 00 6 1 0o 6 3 5o 5 9 5o 6 2 00 5 8 0o 6 0 5 t q n 0 4 9 2o 4 1 70 5 1 2o 4 3 7o 5 3 8o 4 6 3o 5 2 10 4 4 50 5 0 4o 4 2 8 m f f n r b 2 传输延时 1 标准输入过渡= 0 1 n s ，负载单元= 0 0 0 4 p f 扇出负载 4 81 63 2 6 4 边缘 上升沿下降沿上升沿 下降沿 上升沿 下降沿 上升沿下降沿 上升沿下降沿 t q o 5 2 1o 5 2 9o 5 3 70 5 4 20 5 6 80 5 6 8o 6 2 50 6 1 0o 7 3 60 6 8 8 t q n 0 4 0 10 3 5 1o 4 2 00 3 7 00 4 5 80 4 0 8o 5 2 20 4 6 50 6 4 30 5 5 5 江南大学硕士学位论文 2 标准负载= 0 0 6 4p f 输入单元= o 1 n s 输入过渡 151 01 52 0 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q o 5 6 80 5 6 8o 5 8 8 80 5 9 20 6 1 4o 6 2 2o 5 9 6o 6 0 5o 5 7 90 5 8 7 t q n o 4 5 80 4 0 80 4 7 80 4 2 80 5 0 4o 4 5 4o 4 8 9 0 4 3 6o 4 7 4 0 4 1 9 5 、j k b r b la n dj k b r b 2 j k b r b la n dj k b r b 2 单元符号 j k b r b l 柚dj k b r b 2 真值表 输入输出 c d ns d nc pjk zqq n 01xxx01 1oxxx 10 11 0 1 q 0q n 0 11o001 11111o 111oq n o q o 110xxqq n 111xx qq n 0o xx x11 单元说明 单元名字 j k b r b lj k b r b 2 驱动能力 1 x2 x 等效门数 1 0 3 31 1 耗散功率( p w ) 4 1 9 4 7 8 第五章符号库和时序库 p 描述 电容( p f ) 名字描述 j k b r b l j k b r b 2 k z0 0 0 7o 0 0 7数据输入 j0 0 0 80 0 0 8数据选择 c p0 0 0 50 0 0 5 时钟输入 s d n0 0 1 6 0 0 1 8预置输入 c d n0 0 1 9 o 0 2 1清零输入 最大电容 q 0 3o 6 输出 q n o 3o 6 反相输出 j k b r b l 传输延时 1 标准输入过渡= 0 1 n s ，负载单元= 0 0 0 4 p f 扇出负载 481 63 26 4 边缘 上升沿下降沿 上升沿 下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q o - 5 2 6o 5 7 20 5 5 8o 5 9 80 6 1 5o 6 4 0o 7 2 7o 7 1 8o 9 6 20 8 5 8 t q n 0 4 4 7o 3 7 10 4 7 94 0 7 0 5 5 00 4 5 80 6 4 70 5 5 30 9 1 2o 7 1 2 t s ( 矾c q0 6 0 30 2 2 5o 6 3 0o 2 5 00 6 8 7o 3 0 00 8 0 50 3 7 41 0 3 60 5 1 8 t c q n ，t s q no 6 4 4o 4 3 2 o 6 8 1o 4 7 00 7 4 50 5 3 40 8 7 3o 6 4 01 0 1 1 40 8 1 0 2 标准负载= 0 0 6 4p f ，输入单元= o 1 n s 输入过渡1 5 1 0 1 5 2 0 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 t q 0 6 1 50 6 4 0o 6 3 5o 6 6 50 6 6 0o 6 9 5o 6 4 7o 6 8 3o 6 3 4o 6 7 0 t q n 0 5 5 00 4 5 8o 5 7 1o 4 8 1o 5 9 8o 5 1 0o 5 8 7o 4 9 60 5 7 7o 4 8 2 t s q ，t c q o 6 8 70 - 3 0 0o 7 6 80 3 8 6o 8 7 00 4 9 30 9 6 2o 5 9 51 0 5 40 6 9 8 t c q n t s q n0 7 4 50 5 3 4o 8 3 10 6 1 1o 9 3 8o 7 0 81 0 3 80 8 0 31 1 3 80 8 9 8 j k b r b 2 传输延时 1 标准输入过渡= 0 1 n s ，负载单元= 0 0 0 4 p f 扇出负载 48 1 6 3 2 6 4 边缘 上升沿下降沿上升沿下降沿上升沿下降沿 上升沿 下降沿上升沿下降沿 t q 0 5 5 00 5 8 0o 5 6 2o 5 9 20 5 8 8o 6 1 80 6 4 50 6 6 00 7 6 40 7 3 8 t q no 4 3 40