新课程设计报告

集成电路设计实践报告 题目： 带使能信号的同步复位D寄存器设计 院系： 自动化与信息工程学院 专业班级： 电子112 学生学号： 学生姓名： 王文欢 指导教师姓名：王冬芳 起止时间： 2015.1.52015.1.14 成绩： 一：设计任务1） 依据带使能信号的同步复位D寄存器时序要求，给出电路图，完成带同步复位的D寄存器器由电路图到晶体管级的转化（需提出至少2种方案）；2）绘制原理图（Sedit）,完成电路特性模拟（Tspice，瞬态特性），给出该寄存器的建立和保持时间；3）遵循设计规则完成晶体管级电路图的版图，流程如下：版图布局规划基本单元绘制功能块的绘制布线规划-总体版图）；4）版图检查与验证（DRC检查）；5）针对自己画的版图，给出实现该电路的工艺流程图。二：电路设计方案的确定（1）真值表RnEDCLKQQn0XX0101XXX10QQn10X01QQn11001011110110（2）第一种方案：晶体管电路 根据三个异或门来实现四输入的奇偶校验器。逻辑表达式为Y=ABCD，具体原理图见附图。（3）第二种方案：CMOS传输门 由传输门实现异或功能，逻辑表达式也为Y=ABCD，具体原理图见附图。 两种方案比较：虽然传输们所用晶体管数量较少，但是其电路连接较为复杂,所以选择CMOS电路实现该功能。三：电路特性仿真及分析（1）.电路特性仿真过程：晶体管级原理图（Sedit）-生成网表（T spice）-仿真-查看仿真波形晶体管级版图（LEdit90）-生成网表（T spice）-仿真-查看仿真波形。（2）.具体波形见附图由仿真波形可看出该电路可以实现奇偶校验功能，并无失真。四：版图的布局规划及基本单元的设计（1）.CMOS反向器 CMOS反相器最小版图如图所示：pmos的沟道长L为0.35um，宽W为4um，nmos沟道长L为0.35um，宽W为2um。在CMOS方向器中，p沟道mos管作为负载器件，n沟道mos管作为驱动器件。在反相器工作时，输入从pmos与nmos串联栅极输入，输出从pmos与nmos漏极串联输出。Pmos的衬底接高电平，nmos的衬底接地。在版图绘制过程中，一直遵守各种规则以把版图绘制到最小，并且每画一个版图就通过DRC规则检验错误，提高正确率与效率。在整体的布局过程中，尽量有效利用空间，实现空间利用最大化。(2).两输入异或门异或门版图如图所示pmos的沟道长L为0.35um，宽W为4um，nmos沟道长L为0.35um，宽W为2um。在异或门中金属连线位0.7um。前面两部分为CMOS反相器，后面一部分为四输入或非门。所用到的pmos和nmos长宽尺寸如COMS所用到的pmos及nmos尺寸。在版图绘制过程中，遵守各种绘制版图规则以把版图绘制到最小，并且每部分版图都通过DRC规则检验错误，提高正确率与效率。在整体的布局过程中，尽量有效利用空间，实现空间利用最大化。五：给出实现该电路制造的工艺流程图 在实现工艺中主要是n阱CMOS（反相器）工艺的实现，整个电路均由反相器与pmos、nmos构成。 具体工艺流程见下图栅极的形成N阱的形成接触孔的形成绝缘层的形成源极、漏极的形成阈值调节 金属布线的形成 CMOS反相器 （N阱cmos）工艺的主要流程六：总结 1）.集成电路设计流程 1、写出真值表由真值表得出逻辑表达式：根据要实现的功能，写出真值表并写出的由真值表得出逻辑表达式。在这步中要注意将逻辑表达式化到最简，并注意将真值表带入检验，防止出错。 2、绘制原理图：根据逻辑表达式画出原理图，并将其转化为晶体管级的原理图。在绘制原理图的过程中，需注意衬底的接法，节点是否连在了一起，有无脱落。同时也需注意连线是否正确美观。 3、生成网表：在生成网表后，需要添加spice模型文件和模拟电路时需要添加的电源及命令。在添加输入命令是要注意延时时间，上升时间，下降时间，不能太大，要不出来的波形看着不够明显。而周期可尽量不同，这样生成的网表更具有可操作性及美观性。 4、绘制版图：在绘制版图过程中，一定要注意各种器件的接法，用到的材料，要确保输入输出是否接在应该接的那层金属上。要注意各种规则，并且能够在遵守规则的同时合理安排利用版图空间，例如：如金属线宽度、金属线与金属线之间的间隔。栅极的最小宽度以及必须超出有源区的长度0.9um等等，最后每画一部分版图都要用DRC规则检查，防止出错。 5、后仿真：由版图生成网表后，注意添加spice模型文件和模拟电路时需要添加的电源及命令。2）、体会在这次课程设计的过程中，我遇到了很多困难，有各种各样细节性的问题平时都没有注意到，同时我也在课程设计的过程中发现了自己的很多不足。对以前所学的知识理解不够透彻或者遗忘。比如奇偶检验器原理图的接法、需要用到什么器件等等。最后，通过认真看书和同学讨论，才解决了问题。光设计原理图就用了两天时间，同时也锻炼了我的社交能力和团队合作精神。在这次课程设计过程中，不仅将几学期所学的课本上的知识转化为实际的操作，将理论与实践很好的结合起来，让我们在透彻理解知识的同时更具备了实践操作的能力，更是一次很好的实践机会。在完成课设的过程中细心与耐心是不可或缺的，晶体管在连接过程的复杂与繁多是最考验人的，在正确的前提下追求美观，也是一种敬业的体现。通过这次课程设计使我懂得了理论与实践相结合的重要性。只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践现结合，从理论中得出结论，才能真正的服务社会，从而提高自己的实践动手能力和独立思考能力。七：设计结果汇总版图信息表格包含内容电路单元晶体管数目版图尺寸不含PAD版图尺寸含PAD设计结构层次化备注具体信息其他图表见附页课