异或门变同或门集成电路设计.docx
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1、课程设计同或门集成电路设计学生姓名:学院:专业班级:专业课程:指导教师:201年月日1绪论1.1 设计背景随着微电子技术的快速开展,人们生活水平不断提高,使得科学技术已融入到社会生活中每一个方面。而对于现代信息产业和信息社会的根底来讲,集成电路是改造和提升传统产业的核心技术。随着全球信息化、网络化和知识经济浪潮的到来,集成电路产业的地位越来越重要,它已成为事关国民经济、国防建设、人民生活和信息平安的根底性、战略性产业。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。幅员(1ayOUt)是集成电路设计者将设计并模拟优化后的
2、电路转化成的一系列几何图形,包含了集成电路尺寸大小、各层拓扑定义等有关器件的所有物理信息。集成电路制造厂家根据幅员来制造掩膜。幅员的设计有特定的规则,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。设计者只有得到了厂家提供的规则以后,才能开始设计。幅员在设计的过程中要进行定期的检查,防止错误的积累而导致难以修改。很多集成电路的设计软件都有设计幅员的功能,1-Edit软件的的幅员设计软件帮助设计者在图形方式下绘制幅员。1.2 Tanner软件介绍TannerPro的设计流程很简单。将要设计的电路先以S-Edit编辑出电路图,再将该电路图输出成SPICE文件。接
3、着利用T-Spice将电路图模拟并输出成SPICE文件,如果模拟结果有错误,则回到S-Edit检查电路图,如果T-Spice模拟结果无误,则以1-Edit进行布局图设计。用1-Edit进行布局图设计后要以DRC功能做设计规则检查,假设违反设计规则,再将布局图进行修改直到设计规则检查无误为止。将验证过的布局图转化成SP1CE文件,再利用T-Spice模拟,假设有错误,再回到1-Edit修改布局图。最后利用1VS将电路图输出的SPICE文件与布局图转化的SPICE文件进行比照,假设比照结果不相等,则回去修正1-Edit或S-Edit的图。直到验证无误后,将1-Edit设计好的布局图输出成GDS11
4、文件类型,再交由工厂去制作整个电路所需的掩膜板。13设计目标1)用tanner软件中的原理图编辑器s-Edit编辑同或门电路原理图。2)用tanner软件中的T-Spice对同或门电路进行仿真并观察波形。3)用tanner软件中的1-Edit绘制同或门幅员,并进行DRC验证。4)用tanner软件中的Spice对同或门的幅员电路进行仿真并观察波形。5)用tanner软件中的Iayout-Edit对同或门进行1VS检验观察原理图与幅员的匹配程度。2同或门系统设计2.1同或门电路设计11)同或电路的意义CMOS集成电路由于工艺技术的进步以及功耗低、稳定性高、抗干扰性强、噪声容限大、可等比例缩小、以
5、及可适应较宽的环境温度和电源电压等一系列优点,成为现在IC设计的主流技术。在CMoS集成电路设计中,同或电路的设计与应用是非常重要的。同或电路是算术逻辑单元和比拟判别电路中非常重要的单元电路,已经被广泛应用于半加器、全加器、奇偶校验和逻辑比拟等电路中。用CMOS静态逻辑电路设计的同或电路功耗低、结构简单可靠、工作速度快,成为大规模集成电路芯片设计中最重要的单元电路之一。同或门功能实现当输入A与B不同时,输出Y为0;当输入A与B相同时,输出Y为1。同或电路可以实现逻辑异或关系,输出F与输入A、B的逻辑关系表达式为:Y=AB=AB+AB其逻辑关系真值表如表1所示。表1同或门真值表ABY=AB=AB
6、+AB001010100111异或门:用两个CMOS反相器和一个CMOS传输门构成的异或门电路。同或门:利用异或门和反相器组成一个同或门。反相器接异或门输出端口,把输出当做反相器的输入,就可以构成同或门了。2.2同或门原理路结构11)翻开S-Edit程序:翻开执行在学习软件目录下的S-Edit程序,或选择“开始-“程序TannerEDA-S-Edit命令,即可翻开S-Edit程序。2选择Fi1eNewNewdesign建立文件,选择ce11newview建立文件,即翻开了画图框。3)添加元件库C:DocumentsandSettingsAdministratorMyDocumentsXTann
7、erEDATannerToo1sv13.O1ibrariesA11A11.tanner,如图1所示。图1添加元件库14)按照电路选择适宜的元件,连接电路,构成原理图,如图2所示。图2电路原理图图2-2电路原理图说明:图中PMOS_1和NMOS_1构成第一个反相器,由电源VDD供电,其输出为A。第二个反相器由PMOS_2和NMOS_2组成,其输入为B。它不直接接电源VDD,而是由A和A供电,当A为1时才正确加电而工作,而A为0时,第二个反向器的供电电压极性是相反的,所以截止。传输门由PMOS_3和NMOS_3组成,其控制电压为A和A。第三个反相器由PMOS_4和NMOS_4组成。当A=O时,第二
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