集成電路分析與設(shè)計課程設(shè)計(參考版)
2025-06-28 03:11本頁面
【正文】 當(dāng)然其中也有老師和同學(xué)們的悉心指導(dǎo)和無私幫助，在這里也謝謝指導(dǎo)老師和幫助過我的同學(xué)們。通過理論結(jié)合實(shí)際，在進(jìn)行課程設(shè)計的過程中，把自己學(xué)到的知識成功的運(yùn)用在了實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計上面，讓理論與實(shí)際有效地結(jié)合，這是一種能力的升華。往往看起來畫出的版圖和原理圖應(yīng)該是完全對等的，可是在LVS中總是提示not equal，這時候我就只能耐心的閱讀英文提示，并且從相關(guān)信息中判斷到底是版圖還是原理圖出錯（當(dāng)然一般是版圖連接的問題），然后仔細(xì)的觀察原理圖和版圖的SPICE文件語句，通過SPICE語句以及對版圖，原理圖的細(xì)心觀察，最終找出不對等的地方進(jìn)行修改，最后成功通過了LVS測試。從中我也體會到需要細(xì)心，耐心，才能夠畫好一個版圖，也只有這樣才能做好課程設(shè)計，甚至每一份工作，都需要有這樣的素質(zhì)。剛開始理論分析計算的時候，由于數(shù)據(jù)對于后期的版圖設(shè)計是很關(guān)鍵的部分，計算量也很大，所以計算的時候非常小心，一個數(shù)據(jù)往往要算上兩三次，反復(fù)確認(rèn)沒有錯誤才進(jìn)行下一個數(shù)據(jù)的計算，花費(fèi)了很多時間和精力，但是也從中理解了很多以前一知半解的東西，從而使理論的知識更好的消化和吸收。將在LEDIT的界面，點(diǎn)擊File→Export Mask Data→GDSII→EXPORT，即可得到（.gds）以及（.log）的文件。經(jīng)過LVS檢驗(yàn)，證明版圖和原理圖完全對等，版圖設(shè)計沒有錯誤。打開Layout Versus 。因此，只要保證電路圖是正確的，LVS檢查就可以驗(yàn)證版圖的正確性。得到包含保護(hù)電路的完整版圖： 電路網(wǎng)表匹配（LVS）檢查 電路圖提取的網(wǎng)表文件(.sp)與版圖提取的網(wǎng)表文件(.spc)，進(jìn)行元件和節(jié)點(diǎn)的匹配檢查。 功耗分析由波形圖可以看出，P(V21)= P(V22)=所以 Ptotal==，且滿足設(shè)計要求。從直流分析可以看出，和設(shè)計的理想情況吻合，滿足設(shè)計要求。圖12 電路模擬用Cs支路電路把此電路圖轉(zhuǎn)化為SPICE文件，加入電路特性分析指令和控制語句。六、電路模擬電路模擬中為了減小工作量，使用上述功耗與延遲估算部分用過的Cs支路電路圖。PT=CL總Vdd2fmax其中：+++ = + + + ==(12)＋(14)+ =++ = = = ===++ )+++=所以=對于74HC139器件，整個芯片功耗為2PT =（滿足設(shè)計要求） 延遲估算算出每一級等效反相器延遲時間，總的延遲時間為各級（共6級）延遲時間的總和。由于CMOS電路忽略漏電，靜態(tài)功耗近似為0，工作頻率不高時，也可忽略交變功耗，則估算時只計算瞬態(tài)功耗PT即可。在X點(diǎn)之后的電路功耗，則只計算一個支路。在Cs端經(jīng)三級反相器后，與四個三輸入與非門相連，但圖10所示的支路與另外不工作的三個三輸入與非門斷開了，所以用負(fù)載電容CL1來等效與另外三個不工作的三輸入與非門電路，而將工作的一個三輸入與非門的兩個輸入接高電平，只將Cs端信號加在反相器上。在74HC139電路從輸入到輸出的所有各支路中，只有Cs端加入了緩沖級，其級數(shù)最多，延時與功耗最大，因此在估算74HC139芯片的延時、功耗時，就以Cs支路電路圖(如圖10所示)來簡化估算。圖9 輸入保護(hù)電路至此，完成了全部器件的參數(shù)計算。輸入保護(hù)電路的版圖可按相關(guān)的版圖設(shè)計要求自己設(shè)計，也可調(diào)用單元庫中的pad單元版圖。保護(hù)電路中的電阻可以是擴(kuò)散電阻、多晶硅電阻或其他合金薄膜電阻，其典型值為300～500Ω。輸入保護(hù)電路有單二極管、電阻結(jié)構(gòu)和雙二極管、電阻結(jié)構(gòu)。而MOS器件的柵氧化層極薄，這些感應(yīng)的電荷使得MOS器件的柵與襯底之間產(chǎn)生非常高的電場。將與非門M0等效為一個反相器，類似上述Cs的緩沖級設(shè)計，計算出M1的P管和N管的尺寸。N為扇出系數(shù)，它的定義是：在本例中，前級等效反相器柵的面積為M2的P管和N管的柵面積總和，下級柵的面積為4個三輸入與非門中與Cs相連的所有P管和N管的柵面積總和。圖中M1為輸入級，M2為內(nèi)部門，M3為緩沖級驅(qū)動門。由于AA0以及各驅(qū)動內(nèi)部與非門2個，所以可以不用緩沖級。其中Cs經(jīng)一級輸入反
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