版图技术——CMOS集成电路版图设计
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CMOS数字集成电路设计流程一、介绍CMOS数字集成电路设计是现代电子工程中的重要分支之一,涉及到数字逻辑、电子设计自动化、半导体器件物理和工艺等多个领域。
在数字集成电路的设计流程中,工程师需要进行功能分析、设计规划、逻辑综合、电路布局、版图设计、物理验证和后仿真等多个环节。
本文将就CMOS数字集成电路设计流程的各个环节进行详细介绍。
二、功能分析在进行CMOS数字集成电路设计之前,工程师需要首先完成功能分析。
在功能分析阶段,工程师需要明确电路的功能需求,包括各种逻辑门、寄存器、存储器等组件的功能与接口要求。
还需要对设计的电路进行规模估计,明确设计的规模和复杂度,为后续的设计规划和逻辑综合提供依据。
三、设计规划在完成功能分析之后,工程师需要进行设计规划。
设计规划阶段需要明确设计的总体结构、数据传输路径、时钟和控制信号的分配等。
还需要进行功耗和面积的预估,并确定设计的性能指标和约束条件等。
四、逻辑综合逻辑综合是数字集成电路设计的重要环节之一。
在逻辑综合过程中,工程师需要将设计的功能描述转换为门级网表,然后进行优化,包括面积优化、功耗优化、时序优化等。
逻辑综合的结果将是门级网表,为后续的电路布局和版图设计提供基础。
五、电路布局电路布局是数字集成电路设计的关键环节之一。
在电路布局过程中,工程师需要将逻辑综合的门级网表映射到物理结构上,并进行布线和布局设计。
电路布局需要考虑电路的面积、功耗、时序等多个方面的优化,并确保电路的稳定性和可靠性。
六、版图设计版图设计是数字集成电路设计中的重要环节之一。
在版图设计过程中,工程师需要将电路布局转换为实际的版图,并进行细化设计,包括晶体管布局、金属线路设计、接口电路设计等。
版图设计需要满足工艺规则和制约条件,确保设计的可制造性和可测试性。
七、物理验证物理验证是数字集成电路设计中不可或缺的一环。
在物理验证过程中,工程师需要进行电路的各种仿真和验证工作,包括静态时序分析、动态时序分析、功耗分析、布局抽取等。
第5章CMOS版图设计5.1 版图设计基本概念5.2 设计规则5.3 基本工艺层版图5.4 FET版图尺寸的确定5.5 逻辑门的版图设计5.6标准单元版图5.7 设计层次化2/783/785.1 版图设计基本概念⏹什么是版图设计?☐Layout design :定义各工艺层图形的形状、尺寸以及不同工艺层的相对位置。
⏹版图设计的内容☐布局:就是将组成集成电路的各部分合理地布置在芯片上。
安排各个晶体管、基本单元、复杂单元在芯片上的位置。
☐布线:就是按电路图给出的连接关系,在版图上布置元器件之间、各部分之间的连接。
设计走线,实现管间、门间、单元间的互连。
☐尺寸确定:确定晶体管尺寸(W、L)、互连尺寸(宽度)以及晶体管与互连之间的相对尺寸等。
4/78⏹版图设计的目标☐满足电路功能、性能指标、质量要求☐尽可能节省面积,以提高集成度,降低成本☐尽可能缩短连线,以减少复杂度,缩短延时、改善可靠性5/78EDA工具的作用(EDA: Electronic Design Automation)⏹版图编辑☐规定各个工艺层上图形的形状、尺寸、位置(Layout Editor)⏹规则检查☐版图与电路图一致性检查(LVS,Layout VersusSchematic)☐设计规则检查(DRC,Design Rule Checker)☐电气规则检查(ERC,Electrical Rule Checker)⏹布局布线☐Place and route,自动给出版图布局与布线6/787/78电路图与版图一致性检查(LVS )从版图中提取的电路同原电路相比较,其方法通常是将两者的网表进行对比。
比较的结果,可以是完全一致或两者不全一致,设计者应对所示的错误进行必要的版图修改。
电路图与版图一致性检查(LVS: Layout Versus Schematic )设计规则检验(DRC:Design Rule Check)设计规则检查是一个运用版图数据库检查在版图上涉及的每条设计规则的程序。