CMOS反相器版图设计.docx
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CMOS反相器版图设计.docx
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CMOS反相器版图设计
成绩评定表
学生
班级学号
7
专业
课程设计题目
CMOS反相器
评
语
组长签字:
成绩
日期
20年月日
课程设计任务书
学院
信息科学与工程学院
专业
学生
班级学号
课程设计题目
CMOS反相器
实践教学要求与任务:
1.用tanner软件中的S-Edit编辑CMOS反相器。
2.用tanner软件中的TSpice对CMOS反相器电路进行仿真并观察波形。
3.用tanner软件中的L-Edit绘制CMOS反相器版图,并进行DRC验证。
4.用tanner软件中的TSpice对版图电路进行仿真并观察波形。
5.用tanner软件中的layout-Edit对电路网表进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。
工作计划与进度安排:
第一周
周一:
教师布置课设任务,学生收集资料,做方案设计。
周二:
熟悉软件操作方法。
周三~四:
画电路图
周五:
电路仿真。
第二周
周一~二:
画版图。
周三:
版图仿真。
周四:
验证。
周五:
写报告书,验收。
指导教师:
201年月日
专业负责人:
201年月日
学院教学副院长:
201年月日
1.绪论
1.1设计背景
Tanner集成电路设计软件是由TannerResearch公司开发的基于Windows平台的用于集成电路设计的工具软件。
该软件功能十分强大,易学易用,包括S-Edit,T-Spice,W-Edit,L-Edit与LVS,从电路设计、分析模拟到电路布局一应俱全。
其中的L-Edit版图编辑器在国应用广泛,具有很高知名度。
L-EditPro是TannerEDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块,具有高效率,交互式等特点,强大而且完善的功能包括从IC设计到输出,以及最后的加工服务,完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。
L-EditPro包含IC设计编辑器(LayoutEditor)、自动布线系统(StandardCellPlace&Route)、线上设计规则检查器(DRC)、组件特性提取器(DeviceExtractor)、设计布局与电路netlist的比较器(LVS)、CMOSLibrary、MarcoLibrary,这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案。
L-EditPro丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。
1.2设计目标
1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑CMOS反相器电路原理图。
2.用tanner软件中的TSpice对CMOS反相器进行仿真并观察波形。
3.用tanner软件中的L-Edit绘制CMOS反相器版图,并进行DRC验证。
4.用tanner软件中的TSpice对CMOS反相器的版图电路进行仿真并观察波形。
5.用tanner软件中的layout-Edit对CMOS反相器进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度。
2.CMOS反相器
2.1CMOS反相器电路结构
CMOS反相器可以说是最常用的基本功能电路之一了,广泛应用于数字逻辑电路电路设计中。
在本次课程设计中,使用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑CMOS反相器电路原理图。
详细描述各MOS管中栅、源、漏及衬底的详细连接方式。
其中
原理图如图2.1.1。
图2.1CMOS反相器的原理图
2.2CMOS反相器电路仿真
使用TSpice对原理图进行仿真。
首先,生成电路网表,如图2.2.1。
图2.2生成原理图电路网表
给CMOS反相器的输入端加入CP激励信号,信号D端加入信号。
仿真中高电平为Vdd=5V,低电平为Gnd,并添加输入输出延迟时间。
进行仿真,输出波形。
波形图如下图2.2.2。
图2.3CMOS反相器输入输出波形图
2.3CMOS反相器的版图绘制
用L-Edit版图绘制软件对CMOS反相器电路进行版图绘制,版图结果如图2.3.1。
图2.4CMOS反相器电路版图
进行DRC检测,检测是否满足设计规则。
如图2.3.2。
图2.5DRC验证结果
2.4CMOS反相器的版图电路仿真
同原理图仿真相同,首先生成电路网表。
如图2.4.1。
图2.6生成版图电路网表
添加激励、电源和地,同时观察输入输出波形,波形如图2.4.2。
图2.7CMOS反相器电路版图输入输出波形图
CMOS反相器电路的版图仿真波形与原理图的仿真波形,基本一致,并且符合输入输出的逻辑关系,电路的逻辑设计正确无误。
2.5LVS检查
用对CMOS反相器进行LVS检查验证,首先添加输入输出文件,选择要查看的输出,观察输出结果检查CMOS反相器电路原理图与版图的匹配程度。
首先导入网表,如下图图2.8。
图2.8导入网表
输出结果如图2.5.2。
图2.9电路LVS检查匹配图
网表匹配,设计无误。
总结
通过两周的课程设计学习,综合运用所学的知识完成了设计任务。
使我更进一步熟悉了专业知识,并深入掌握仿真方法和工具、同时为毕业设计打基础的实践环节。
进一步熟悉设计中使用的主流工具,学习了良好的技术文档撰写方法;了解后端设计;加深综合对所学课程基础知识和基本理论的理解好掌握,培养了综合运用所学知识,独立分析和解决工程技术问题的能力;培养了在理论计算、制图、运用标准和规、查阅设计手册与资料以及应用工具等方面的能力,逐步树立正确的设计思想。
通过对典型IC集成电路的原理图和版图的绘制及仿真,对模拟电路的工作原理有了进一步的了解。
再借助tanner软件模拟电路的原理图绘制及其版图生成,熟悉了tanner在此方面的应用,以增强计算机辅助电路模拟与设计的信心。
参考文献
附录一:
原理图网表
*SPICEnetlistwrittenbyS-EditWin327.03
*WrittenonJul4,2013at20:
59:
07
.include"C:
\Users\Administrator\Desktop\tanner\TSpice70\models\ml2_125.md"
.tran/op10n400nmethod=bdf
.printtranv(in)v(out)
*Waveformprobingcommands
.probe
.optionsprobefilename="inv.dat"
+probesdbfile="C:
\Users\Administrator\Desktop\tanner\inv\inv.sdb"
+probetopmodule="inv"
*Maincircuit:
inv
M1outinGndGndNMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24u
M2outinVddVddPMOSL=2uW=22uAD=66pPD=24uAS=66pPS=24u
v3VddGnd5.0
v4inGndpulse(0.05.0010n10n100n200n)
*Endofmaincircuit:
inv
附录二:
版图网表
*CircuitExtractedbyTannerResearch'sL-EditVersion9.00/ExtractVersion9.00;
*TDBFile:
C:
\Users\Administrator\Desktop\tanner\inv\jianghailong.tdb
*Cell:
Cell0Version1.08
*ExtractDefinitionFile:
..\LEdit90\Samples\SPR\example1\lights.ext
*ExtractDateandTime:
07/04/2013-20:
58
.includeC:
\Users\Administrator\Desktop\tanner\TSpice70\models\ml2_125.md
*Warning:
LayerswithUnassignedAREACapacitance.
*
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*Warning:
LayerswithUnassignedFRINGECapacitance.
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- CMOS 反相器 版图 设计