38译码器集成电路版图课程设计报告

集成电路幅员课程设计报告姓名：陈广学号：2017213830班级：微电子科学与技术17-1班工程名称：3-8组合译码器幅员设计合戎俊文、侯冰喆、张开源目录TOC\o"1-1"\h\z\u一、概述 2二、设计目的及意义 2三、设计内容及要求 2四、设计思想及说明 2五、设计采用的硬件和软件环境 2六、设计步骤、各模块组成及说明 2七、源代码、设计图 3八、设计器件及其模拟 3九、测试结果及其分析 3十、幅员的调试、验证与优化 3十一、３－８译码器的应用说明 3十二、心得体会总结 3十三、设计报告参考内容 3一、概述集成电路是一种微型电子器件或部件。它是采用一定的工艺，把一个电路种所需的晶体管等有源器件和电阻、电容等无源器件及布线互连在一起、制作在一小块半导体晶片上，封装在一个管壳内，执行特定电路货系统功能的微型结构。在整个集成电路设计过程中，幅员设计是其中重要的一环。它是把每个原件的电路表示转换成集合表示，同时，元件间连接的线也被转换成集合连线图形。对于复杂的幅员设计，一般，把幅员设方案分成假设干个子幅员进行设计，对每个子幅员进行合理的规划和布图，子幅员之间进行优化连线、合理布局，使其大小和功能都符合要求。幅员设计有特定的规则，这些规则是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不同的工艺，有不同的设计规则。设计则只有得到了厂家提供的规则以后，才能开始设计。在幅员设计过程中，要进行定期的检查，防止错误和积累而导致难以修改。二、设计目的及意义利用所学的集成电路知识设计一个3-8组合译码器，考虑可以实现此功能的多种电路结构，分析它们各自的优缺点并进行比拟，选着较好的一种结构来实现预期功能。了解L-Edit的使用环境和方法学习并熟练掌握使用方法，选择适宜的nm工艺，画出预期设计电路的电路图，并画出棒状图作为电路图转化为幅员的之间的桥梁。了解L-Edit的使用环境和方法学习并熟练掌握使用方法，选择适宜的nm工艺，画出预期设计电路的电路图，并画出棒状图作为电路图转化为幅员的之间的桥梁。了解S-Edit的使用环境和方法，学习并熟悉掌握使用方法。了解如何分析所绘制的电路图的功能能够到达原来预计的效果了解如何使用电路分析软件来验证电路的功能。掌握电路分析中工作电压和输入信号的添加方法。掌握电路分析中分析设定和输出设定的方法。掌握从仿真分析结果中提取相应的参数和对结果进行分析归纳。三、设计内容及要求首先利用S—Edit编辑反相器和三输入与非门。操作流程：进入S—Edit——建立新文件——环境设置——新增模块——建立反相器电路与符号——新增模块——建立与三输入非门电路与符号——应用模块——建立3-8译码器电路。以S-Edit编辑反相器模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——电源设定——输入设定——分析设定——输出设定——执行仿真——显示结果。反相器直流特性操作流程：以S-Edit编辑反相器模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——分析设定——显示设定——执行仿真——显示结果。三输入与非门直流分析操作流程：以S-Edit编辑与非门模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——电源设定——输入设定——分析设定——显示设定——执行仿真——显示结果。3-8译码器直流分析操作流程：以S-Edit编辑与非门模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——电源设定——输入设定——分析设定——显示设定——执行仿真——显示结果。使用L-Edit画反相器、三输入与非门布局图的步骤：翻开L-Edit程序——另存新文件——取代设定——编辑元件——环境设定——选取图层——选择绘图形状——设计规则设定——设计规则检查——检查错误——修改对象——绘制多边形——设计规则检查——检查错误——移动对象利用T—Cell建立反相器、三输入与非门布局图的步骤：建立新单元——创立变量——定义变量值——引用创立方块函数——保存文件——建立新单元——引用Cell——设计规则检查——修改参数——设计规则检查——保存文件——创立变量——定义变量值——引用创立多边形函数——保存文件——设计规则检查——创立变量——定义变量值——引用创立多边形函数——保存文件——设计规则检查——创立变量——定义变量值——引用创立圆形函数——保存文件——设计规则检查。使用L-Edit画3-8组合译码器布局图步骤：进入L-Edit——建立新文件——环境设定——编辑组件——绘制多种图层形状——设计规则检查。四、设计思想及说明3-8译码器的输入是3只引脚，输出是8个引脚。用上下电平来表示输入和输出。输入是二进制。输入为3位二进制数；最大为111，对应十进制数为7。输出是8只引脚表示10进制数。根据输入的二进制数来输出。如果输入为101那么就是第5只引脚低电平，表示二进制数是5。其逻辑表达式：3-8译码器真值表：A2A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70000111111100110111111010110111110111110111110011110111101111110111101111110111111111110 根据逻辑表达式用S-Edit设计电路原理图，通过仿真后，根据电路原理图设计幅员。五、设计采用的硬件和软件环境 硬件：电脑 软件环境：TannerPro11.1六、设计步骤、各模块组成及说明设计步骤１、进入S—Edit——建立新文件——环境设置——引用模块——建立反相器电路与符号——新增模块——建立与非门电路与符号。２、以S-Edit编辑反相器模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——电源设定——输入设定——分析设定——输出设定——执行仿真——显示结果。反相器直流特性操作流程：以S-Edit编辑反相器模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——分析设定——显示设定——执行仿真——显示结果。与非门直流分析操作流程：以S-Edit编辑与非门模块——输出成SPICE文件——进入T-SPICE——加载包含文件——电源设定——输入设定——分析设定——显示设定——执行仿真——显示结果。３、翻开L-Edit程序——另存新文件——取代设定——编辑元件——环境设定——选取图层——选择绘图形状——设计规则设定——设计规则检查——检查错误——修改对象——绘制多边形——设计规则检查——检查错误——移动对象。４、建立新单元——创立变量——定义变量值——引用创立方块函数——保存文件——建立新单元——引用Cell——设计规则检查——修改参数——设计规则检查——保存文件——创立变量——定义变量值——引用创立多边形函数——保存文件——设计规则检查——创立变量——定义变量值——引用创立多边形函数——保存文件——设计规则检查——创立变量——定义变量值——引用创立圆形函数——保存文件——设计规则检查。模块反相器：３－８译码器的输入端。三输入与非门：３－８译码器的输出端。七、源代码、设计图T－Sipce仿真源代码：反相器：*SPICEnetlistwrittenbyS-EditWin3210.10*WrittenonJun9,2020at15:17:47.include"D:\TannerEDA\T-Spice10.1\models\ml2_125.md".tran1n400n.printtranv(out)v(in)*Waveformprobingbe.optionsprobefilename="File1.dat"+probesdbfile="C:\Users\20172\Desktop\EDA实验\File1.sdb"+probetopmodule="inveter"*Maincircuit:inveterM1OUTINGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM2OUTINVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uv3VddGnd5.0v4INGndpulse(0.05.0010n10n100n200n)*Endofmaincircuit:inveter.include"D:\TannerEDA\T-Spice10.1\models\ml2_125.md".tran1n400n.printtranv(out)v(in)三输入与非门：*SPICEnetlistwrittenbyS-EditWin3210.10*WrittenonJun9,2020at16:19:31*Waveformprobingbe.optionsprobefilename="File1.dat"+probesdbfile="C:\Users\20172\Desktop\EDA实验\File1.sdb"+probetopmodule="NAND3_pulse"*Maincircuit:NAND3_pulseM1OUTAN8GndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM2N8BN7GndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM3N7CGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM4N7CGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM5OUTAVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM6OUTBVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM7OUTCVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uv8VddGnd5.0v9CGndpulse(0.05.0010n10n100n200n)v10BGndpulse(0.05.0010n10n100n200n)v11AGndpulse(0.05.0010n10n100n200n)*Endofmaincircuit:NAND3_pulse.include"D:\TannerEDA\T-Spice10.1\models\ml2_125.md".tran1n400n.printtranv(out)v(A)v(B)v(C)３８译码器：*SPICEnetlistwrittenbyS-EditWin3210.10*WrittenonJun9,2020at16:49:52*Waveformprobingbe.optionsprobefilename="File1.dat"+probesdbfile="C:\Users\20172\Desktop\EDA实验\File1.sdb"+probetopmodule="3_8TS".SUBCKTinveterINOUTGndVddM1OUTINGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM2OUTINVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24u.ENDS.SUBCKTNAND3_pulseABCOUTGndVddM1OUTAN8GndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM2N8BN7GndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM3N7CGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM4N7CGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM5OUTAVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM6OUTBVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24uM7OUTCVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24u.ENDS*Maincircuit:3_8TSXinveter_1A0N6GndVddinveterXinveter_2A1N7GndVddinveterXinveter_3A2N8GndVddinveterXinveter_4N6N10GndVddinveterXinveter_5N7N1GndVddinveterXinveter_6N8N2GndVddinveterXNAND3_1N6N7N8Y0GndVddNAND3_pulseXNAND3_2N10N7N8Y1GndVddNAND3_pulseXNAND3_3N6N1N8Y2GndVddNAND3_pulseXNAND3_4N10N1N8Y3GndVddNAND3_pulseXNAND3_5N6N7N2Y4GndVddNAND3_pulseXNAND3_6N10N7N2Y5GndVddNAND3_pulseXNAND3_7N6N1N2Y6GndVddNAND3_pulseXNAND3_8N10N1N2Y7GndVddNAND3_pulsev1VddGnd5.0v2A0Gndpulse(0.05.000n0n50n100n)v3A2Gndpulse(0.05.000n0n10n50n)v4A1Gndpulse(0.05.000n0n100n200n)*Endofmaincircuit:3_8TS.include"D:\TannerEDA\T-Spice10.1\models\ml2_125.md".tran1n400n.printtranv(Y0)V(Y1)V(Y2)v(Y3)V(Y4)V(Y5)v(Y6)V(Y7)v(A0)v(A1)v(A2)八、设计器件及其模拟1.使用S-edit设计反相器和三输入与非门的电路图及其仿真 在S-Edit的电路设计模块中画出反相器的晶体管级的电路图、反相器的符号及三输入与非门的晶体管级电路图、三输入与非门符号。如下列图所示：图1反相器的晶体管级电路图图2反相器符号，IN为输入OUT为输出图3三输入与非门晶体管级电路图；A、B、C为输入OUT为输出图4三输入与非门符号利用T-Spice对设置好的SPICE文件进行仿真，NAND３及INV的仿真输出模拟波形如下列图所示。图反相器模拟波形图NAND３模拟波形２.使用S-Edit引用三输入与非门及反相器组件设计３－８译码器电路图。如下列图所示：图５NAND３电路图利用T-Spice对设置好的SPICE文件进行仿真，３－８组合译码器的仿真输出模拟波形如下列图所示。图３８译码器模拟波形使用画图软件画出３－８译码器的棒状图并进