集成电路版图设计小论文

版图设计论文15篇版图设计论文摘要：集成电路版图设计教学应面向企业，按照企业对设计工程师的要求来安排教学，做到教学与实践的紧密结合。

从教学开始就向学生灌输IC行业知识，定位准确，学生明确自己应该掌握哪些相关知识。

从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨，安排教学有针对性。

在教学方法与内容上做了分析探讨，力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。

关键词版图设计设计论文设计版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计摘要：在电子线路版图设计中，通常采用印刷线路板技术。

如果结合厚膜工艺技术，可以实现元器件数目繁多，电路连接复杂，且安装空间狭小的电路版图设计。

通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析，确定了惟一能满足要求的设计方案。

基于外形尺寸的要求，综合考虑电路的性能和元件的封装形式，通过合理的电路分割和布局设计，验证了设计方案的合理性和可实现性。

体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性，使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。

关键词：电路版图设计；电路分割设计；厚膜混合集成电路；厚膜工艺0 引言随着电子技术的飞速发展，对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高，对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。

电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。

除了集成电路芯片的集成度越来越高外，电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。

1 厚膜工艺技术简述厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。

厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上，将电阻通过激光精调后，再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。

厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。

图1 厚膜工艺流程图厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。

2 电路版图设计2.1 设计要求将电路原理图（图2，图3）平面化设计在直径为34 mm的PCB板上（对电路进行分析后无需考虑相互干扰），外形尺寸图见图4。

“集成电路版图设计”教学探索与实践【摘要】本文围绕着集成电路版图设计的教学探索与实践展开讨论。

在我们探讨了研究背景和研究意义，引出了本文的主题。

正文部分分为教学内容设计、教学方法探索、案例分析、教学效果评估和教学改进建议。

通过对这些方面的分析和讨论，我们可以全面地了解集成电路版图设计教学的现状和挑战。

结论部分结合实践经验，提出了集成电路版图设计教学的未来发展方向，总结了本文的研究成果，并展望了未来的发展前景。

整个文章系统地探讨了集成电路版图设计教学的问题，为相关教学工作提供了有价值的借鉴和参考。

【关键词】集成电路版图设计, 教学探索与实践, 教学内容设计, 教学方法探索, 案例分析, 教学效果评估, 教学改进建议, 未来发展方向, 结论总结, 展望, 研究背景, 研究意义.1. 引言1.1 研究背景集成电路设计是电子信息工程领域中的重要组成部分，它涉及到电路设计、工艺制造、功能验证等多个方面，是电子科学技术领域中的前沿研究领域之一。

随着科技的不断进步和电子技术的快速发展，集成电路设计在各个领域的应用越来越广泛，尤其是在数字电路、通信系统、嵌入式系统等方面扮演着至关重要的角色。

在集成电路设计领域，尤其是在版图设计方面，由于其专业性和复杂性，很多学生在学习过程中往往会遇到困难和挑战。

教师在教学过程中也面临一些问题，比如如何提高学生的学习兴趣，如何培养学生的实际操作能力等。

对于集成电路版图设计教学的探索与实践显得尤为重要。

本文旨在通过对集成电路版图设计教学的探索与实践，提出一些有效的教学方法和改进建议，以期为今后的教学实践提供一定的借鉴和参考。

通过本文的研究，希望能够探讨出一套适合学生学习和成长的集成电路版图设计教学模式，为培养更多优秀的电子信息工程人才做出贡献。

1.2 研究意义集成电路版图设计作为现代物理电子学科的重要内容，对学生掌握集成电路设计和实现的基本原理和方法具有重要的意义。

通过集成电路版图设计教学，可以培养学生的创新思维能力、工程实践能力和团队合作精神，提高学生的设计能力和实践能力，为他们未来的工程实践奠定坚实的基础。

集成电路版图设计中的失配问题研究引言集成电路是当今电子设备中不可或缺的关键部件，它们的设计和制造对设备的性能和功耗有着重大的影响。

在集成电路的设计过程中，版图设计是一个非常关键的环节，而失配问题是版图设计中一个非常重要的研究课题。

失配问题主要包括布局失配、工艺失配和性能失配，它们会影响电路的性能和稳定性。

对失配问题的研究和解决，对于提高集成电路的性能和稳定性具有重要的意义。

一、布局失配问题1. 布局设计中的关键参数在集成电路的版图设计中，布局设计是非常重要的一环。

布局失配问题主要是因为关键参数在设计过程中未能准确布局造成的。

晶体管的位置和宽度、金属线的线宽和间距等都是设计中非常重要的参数，如果这些参数未能准确布局，就会导致布局失配的问题。

2. 解决布局失配的方法为了解决布局失配的问题，设计师可以采用多种方法。

通过严格的设计规范和设计流程，保证设计中的关键参数能够得到准确的布局。

可以采用自动布局工具进行布局设计，这样可以减少因为设计师的主观误差而导致的布局失配问题。

还可以采用一些特殊的布局技术，比如镜像布局、重复单元布局等，来减小布局失配的影响。

二、工艺失配问题1. 工艺参数的变化集成电路的制程是一个非常精密的过程，但是在制程中，由于各种因素的影响，工艺参数会存在一定的变化。

这些变化包括晶体管的迁移率、金属线的电阻等，这些工艺参数的变化会导致工艺失配的问题。

2. 解决工艺失配的方法为了解决工艺失配的问题，设计师可以采用多种方法。

通过对工艺参数进行精确的模拟和仿真，在设计阶段就能够发现潜在的工艺失配问题。

可以采用一些特殊的工艺技术，比如补偿技术和优化设计技术，来减小工艺失配的影响。

还可以采用一些后端优化的方法，比如后端工艺调整和后端补偿设计等，来减小工艺失配的影响。

结论集成电路版图设计中的失配问题是一个非常重要的研究课题，它涉及到电路的性能和稳定性。

只有通过对失配问题的深入研究和解决，才能提高集成电路的性能和稳定性，为电子设备的发展提供更好的支持。

课程名称：集成电路版图设计穿、抗闩锁、寄生小、面积小、工艺兼容等特点[6,7]，且在深亚微米互补性氧化金属半导体CMOS工艺中，ESD保护电路由于要承受大电流或大电压的保护，通常把管子做得比较大，以实现I/O输入输出ESD保护、电源钳位ESD 保护和轨到轨ESD保护。

因此ESD保护电路的设计需要结合实际情况与应用需求，再综合考虑以上各个因素，才能设计出具有较好鲁棒性指标的保护电路。

除了要有较好鲁棒性的ESD保护电路外，我们还需注意一些外接引脚所引起的静电效应，做到电路（软件）和硬件的完美结合。

在集成电路的引脚中，除了少数一些自己能抵抗ESD 的引脚外，我们都需要将他们接到衬底或扩散层上去，比如说NPN 管的集电极，这些面积较大的结能在静电荷聚积到足以破坏器件之前吸收掉它们。

而在提供电源或大功率的引脚上，我们可以多接一些扩散层。

又由于那些直接连接到MOS 管栅极的的引脚很容易形成ESD 的介电体，因此必须有一些特别的保护结构设计在这些引脚上，比如我们可以用一些大的电阻（500Ω~5KΩ）或者是使电流不经过没有任何连接的发射极而直接接到外部的衬底上[8]。

3.2传统的静电保护电路和版图设计传统的方法是利用了TVS二极管的特性来保护电路免受ESD的冲击。

TVS全称是瞬态抑制二极管（Transient V oltage Suppressor），是一种二极管形式的高效能保护器件。

当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

图1 电路中的TVS二极管如图2所示，传统的静电保护电路一般设计在芯片的管脚旁边，静电保护源和地，这样保证PMOS 和NMOS 在芯片正常工作时候处于关闭状态，这种类型的静电保护电路存在二个寄生二极管（TVS），当IO 到VCC 放生正静电时候，静电通过上面的寄生二极管正向通道泄放，当IO 到GND发生正静电时候，N+（漏端）-P+（衬底）-N+（源端）形成寄生NPN，静电通过这个寄生三极管泄放，当IO 到GND 发生负静电时候，静电通过下面的寄生二极管正向导通泄放，当IO 到VCC 放生负静电时候，静电没有合适的泄放通路。

集成电路版图设计班级12级微电子姓名陈仁浩学号2012221105240013摘要：介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题，然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比，分析两者的差异。

最后介绍了集成电路版图设计师这一职业，加深对该行业的认识。

关键词: 集成电路版图设计引言: 集成电路版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节，它不仅关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成本与功耗。

近年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。

一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。

一、集成电路版图设计的过程集成电路设计的流程：系统设计、逻辑设计、电路设计（包括：布局布线验证）、版图设计版图后仿真（加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作）。

集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程，它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识，还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划，设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。

集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。

具体的过程为：1、画版图之前，应与IC 工程师建立良好沟通在画版图之前，应该向电路设计者了解PAD 摆放的顺序及位置，了解版图的最终面积是多少。

在电路当中，哪些功能块之间要放在比较近的位置。

哪些器件需要良好的匹配。

了解该芯片的电源线和地线一共有几组，每组之间各自是如何分布在版图上的？ IC 工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入？2、全局设计：这个布局图应该和功能框图或电路图大体一致,然后根据模块的面积大小进行调整。

布局设计的另一个重要的任务是焊盘的布局。

焊盘的安排要便于内部信号的连接，要尽量节省芯片面积以减少制作成本。

集成电路版图设计中的失配问题研究1. 引言1.1 研究背景集成电路版图设计中的失配问题一直是工程师们在设计过程中需要面对的一个重要问题。

失配问题指的是电路中器件参数、温度、工艺变化等因素引起的性能不一致现象，可能导致电路性能不稳定甚至故障。

由于集成电路设计的复杂性和器件集成度越来越高，失配问题也变得越来越严重。

研究背景：随着微纳米器件逐渐普及，失配问题已成为影响集成电路性能的主要因素之一。

传统的失配问题会导致电路性能偏差，甚至在极端情况下可能导致电路失效。

对失配问题的研究和解决显得尤为重要。

随着工艺的不断推进，新型失配问题也不断涌现，需要不断探索新的解决方案。

通过对失配问题的深入研究，可以帮助工程师们更好地理解器件性能变化规律，提高集成电路的可靠性和性能。

本文将对集成电路版图设计中的失配问题进行系统地探讨，从失配问题的概述、影响因素分析、常见解决方案等多个方面展开研究，以期为工程师们在实际设计中提供一定的参考和帮助。

1.2 研究意义集成电路版图设计中的失配问题研究具有重要的研究意义。

失配问题是影响集成电路性能和可靠性的重要因素之一，对集成电路的稳定性和性能影响巨大。

通过深入研究失配问题，能够帮助设计工程师更好地理解和解决集成电路设计中的失配问题，提高集成电路的性能和可靠性，满足市场需求。

失配问题的研究有助于提高集成电路设计的效率和准确性。

通过对失配问题进行深入分析，可以找出失配问题的影响因素，研究常见的失配问题解决方案，进而指导设计工程师在集成电路设计过程中更好地应对失配问题，提高设计效率，降低设计成本。

失配问题的研究对于促进集成电路行业的发展和创新具有重要意义。

随着集成电路技术的不断发展，失配问题也在不断凸显出来，对于解决失配问题，推动集成电路技术的进步具有重要的现实意义。

开展集成电路版图设计中失配问题的研究，对于促进集成电路行业的创新和发展具有积极的意义。

2. 正文2.1 失配问题概述失配问题是集成电路设计中一个非常重要的问题，它通常指的是器件参数的偏离或不一致性导致的性能差异。

集成电路版图设计教学研究论文集成电路版图设计教学研究论文集成电路(integratedcircuit)是一种微型电子器件或部件。

采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

它在电路中用字母“IC”表示。

集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。

当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路(IntegratedCircuit)产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业，是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，是新一代信息技术产业发展的核心和关键，对其他产业的发展具有巨大的支撑作用。

经过30多年的发展，我国集成电路产业已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举的发展格局，产业链基本形成。

但与国际先进水平相比，我国集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平急待提高、产业链有待完善等问题。

在集成电路产业中，集成电路设计是整个产业的龙头和灵魂。

而我国集成电路设计产业的发展远滞后于计算机与通信产业，集成电路设计人才严重匮乏，已成为制约行业发展的瓶颈。

因此，培养大量高水平的集成电路设计人才，是当前集成电路产业发展中一个亟待解决的问题，也是高校微电子等相关专业改革和发展的机遇和挑战。

[1_4]一、集成电路版图设计软件平台为了满足新形势下集成电路人才培养和科学研究的需要，合肥工业大学(以下简称"我校”从2005年起借助于大学计划。

我校相继开设了与集成电路设计密切相关的本科课程，如集成电路设计基础、模拟集成电路设计、集成电路版图设计与验证、超大规模集成电路设计、ASIC设计方法、硬件描述语言等。

集成电路版图设计中的失配问题研究随着集成电路技术的不断发展，芯片设计已经成为现代半导体产业中至关重要的环节之一。

在制定具体的芯片版图时，失配问题是一个极其严重的问题，因为它会导致电路性能的下降、功耗的增加以及可靠性的降低等问题。

本文将详细探讨集成电路中的失配问题，包括失配的定义、失配的原因、失配的分类、失配的影响以及失配的解决方案等内容。

一、失配的定义失配是指在芯片设计过程中因为生产制造、工艺优化、温度变化等原因所引起的电学参数不同于设计值的情况。

通俗来说，失配就是实际电路与设计电路之间存在着性能误差。

电路设计中，失配是不可避免的，而我们需要关注的是如何通过技术手段来降低失配的影响，以保证芯片的性能和可靠性。

二、失配的原因在芯片生产中，失配是由多种因素引起的。

1. 工艺变化：集成电路制造过程中不可避免地存在着工艺变化，如激光退火、电子束光刻、等离子体刻蚀等。

然而这些工艺变化将会导致器件的参数和性能发生变化，这种变化通常被称为工艺漂移。

2. 温度变化：芯片在工作时会产生热量，而热量会导致芯片内部的温度变化。

尤其对高性能芯片，这种温度差可以很大。

随着温度的变化，器件的晶体管参数，如场效应晶体管的阈值电压、输出电阻等都会发生变化。

3. 变量或过程漂移：器件电气特性会发生随机的、非稳态的变化，与时间有关。

这种变化通常称为变量漂移或过程漂移。

这种性质具有随机性和非连续性，常常是制造过程的结果或设计电路中的细节减小造成的结果。

4. 物理泄漏和噪声：在纳米、亚纳米结构中，物理问题会引起器件的性能变化，如隧道效应和本身相互作用导致器件的电学参数有误差；同时物理噪声也会干扰芯片的工作，例如热噪声、载流子噪声等。

三、失配的分类失配问题可以分为两类：同类失配和库尔特失配。

1. 同类失配：是指在同一个芯片中，相同类型的器件会显示出不同的电学效应。

例如，两个相邻的场效应晶体管长度相同，但文艺个体现在的某些参数就可能不一样，如介质层的厚度，衬底的掺杂浓度。

集成电路设计综合实验报告班级：微电子学1201班姓名：学号：日期：2016年元月13日一.实验目的1、培养从版图提取电路的能力2、学习版图设计的方法和技巧3、复习和巩固基本的数字单元电路设计4、学习并掌握集成电路设计流程二.实验内容1. 反向提取给定电路模块（如下图所示），要求画出电路原理图，分析出其所完成的逻辑功能，并进行仿真验证；再画出该电路的版图，完成DRC验证。

2. 设计一个CMOS结构的二选一选择器。

（1）根据二选一选择器功能，分析其逻辑关系。

（2）根据其逻辑关系，构建CMOS结构的电路图。

（3）利用EDA工具画出其相应版图。

（4）利用几何设计规则文件进行在线DRC验证并修改版图。

三.实验原理1. 反向提取给定电路模块方法一:直接将版图整体提取（如下图）。

其缺点：过程繁杂,所提取的电路不够直观,不易很快分析出其电路原理及实现功能。

直接提取的整体电路结构图方法二：将版图作模块化提取，所提取的各个模块再生成symbol，最后将symbol按版图连接方式组合成完整电路结构（如下图）。

其优点：使电路结构更简洁直观、结构严谨、层次清晰，更易于分析其原理及所实现的功能。

CMOS反相器模块CMOS反相器的symbolCMOS传输门模块 CMOS传输门的symbolCMOS三态门模块 CMOS三态门的symbolCMOS与非门模块 CMOS与非门的symbol各模块symbol按版图连接方式组合而成的整体电路经分析可知，其为一个带使能端的D锁存器，逻辑功能如下:①当A=1，CP=0时，Q=D，Q—=D—；②当A=1，CP=1时，Q、Q—保持；③当A=0，Q=0，Q—=1。

2.CMOS结构的二选一选择器二选一选择器（mux2）的电路如图所示，它的逻辑功能是：①当sel=1时，选择输入A通过，Y=A；②当sel=0时，选择输入B通过，Y=B。

二选一选择器（mux2）由三个与非门（nand）和一个反相器（inv）构成(利用实验1 的与非门和反相器symbol即可)。

《集成电路版图设计》课内实验学院：信息学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：模拟集成电路版图设计集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节，是一个不可少的重要环节。

通过集成电路的版图设计，可以将立体的电路系统变为一个二维的平面图形，再经过工艺加工还原于基于硅材料的立体结构。

因此，版图设计是一个上承的电路系统，下接集成电路芯片制造的中间桥梁，其重要性可见一斑。

但是，集成电路版图设计是一个令设计者感到困惑的一个环节，我们常常感到版图设计似乎没有什么规矩，设计的经验性往往掩盖了设计的科学性，即使是许多多年版设计经验的人有时候也说不清楚为何要这样或者那样设计。

在此，集成电路版图设计是一门技术，它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基础知识。

但它更需要设计者的创造性，空间想象力和耐性，需要设计者长期工作的经验和知识的积累，需要设计者对日异月新的集成电路发展密切关注和探索。

一个优秀的版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。

在版图的设计和学习中，我们一直会面临匹配技术降低寄生参数技术熟悉电路作用（功能，频率）电流密度的计算（大电流和小电流的电流路径以及电流流向）等这些基本，它们也是最重要的问题。

版图的设计，从半导体制造工艺，到最后的后模拟过程都是非常关键的，里面所涉及的规则有1500——2000条，一些基本问题的解决方法和设计的调理化都将在下面提及。

模拟集成电路版图设计流程：阅读研究报告理解电路原理图了解电路的作用熟悉电流路径晶大小知道匹配器件明白电路中寄生，匹配，噪声的产生及解决方案对版图模块进行平面布局对整个版图进行平面布局熟练运用cadence软件进行版图绘制Esd的保护设计进行drc与lvs检查整理整个过程中的信息时刻做记录注意在设计过程中的交流集成电路制造工艺双极工艺：Cmos（p阱）工艺：版图设计经验总结：1 查看捕捉点设置是否正确.08工艺为0.1,06工艺为0.05,05工艺为0.025.2 Cell名称不能以数字开头.否则无法做DRACULA检查.3 布局前考虑好出PIN的方向和位置4 布局前分析电路，完成同一功能的MOS管画在一起5 对两层金属走向预先订好。

集成电路版图设计技巧分析与研究作者：杨志磊来源：《科学与财富》2018年第23期摘要：文章以提高集成电路版图设计能力与效率为目的，首先介绍了版图设计的根本原则以及设计方法存在的优缺点，其次阐述了集成电路版图设计流程，并且着重分析了设计技巧，重点在于如何更加高效的完成集成电路版图设计，为后续版图数据tape-out奠定基础。

关键词：集成电路版图；版图设计；设计技巧信息技术的发展推动了集成电路设计水平的提升，由于芯片面积和工艺尺寸的不断减小，使集成电路版图设计技巧方面面临非常严格的要求。

设计人员必须要对电路形式、参数设置以及应用场景等进行充分考虑，才能够满足设计需求。

但是版图工程师在进行集成电路版图设计的过程中，经常会面临一些问题，影响芯片的功能与性能。

为了保证集成电路版图设计的正确性和准确性，文章重点围绕设计技巧展开论述。

1 版图设计根本原则作为电路的设计人员，必须保证电路设计环节的紧凑型，以更快的效率完成产品设计。

版图设计主要涉及到几种不同的设计方式：如果以自动化程度为依据，版图设计分为人工设计、自动布局布线两种；如果以布局模块限制为依据，版图设计有全定制、半定制这两种类型[1]。

通常正式开始版图设计前，设计人员必须了解所使用的工艺文件及设计规则，将其作为设计的参考依据。

明确设计规则期间，要对掩膜对准以及非线性等因素进行全面考虑。

设计规则规定了各种图形所要满足的要求，然而各个企业所使用的工艺及设计规则存在很大差异，因此要解决这一问题，需要应用高级CAD工具，兼容各种工艺，便于设计版图。

自然其中也存在一些缺点，比如线性度的应用范围受限等，这些都对集成电路版图设计造成限制。

2 集成电路版图设计技巧2.1 整体规划设计针对集成电路版图设计，其中最为重要的就是整体设计（即top设计），直接关系到所有block所在位置以及布局布线。

整体布局设计方法和成型电路图相似度非常高，按照模块面积进行适当的调整，将其进行有效拼凑。

《集成电路版图设计》学院：_____________ 专业班级：_____________ 学号：_____________ 学生姓名：_____________ 指导教师：_____________摘要什么是集成电路？把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上，整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放到管壳中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。

什么是集成电路设计？根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化，设计出满足要求的集成电路。

《集成电路版图设计》基于Cadence软件的集成电路版图设计原理、编辑和验证的方法。

本次实验是基于Cadence版图设计软件平台，采用L50C7工艺库，设计一个运算放大器，并且，为了防止电路中各元件间产生闩锁效应，在实际生产流片中每个元件都应该添加保护环，以防止各元件间电流之间产生各种影响。

并且增加电路的稳定性和可靠性。

电路的验证采用的是Calibre验证工具，对电路版图进行了DRC验证和LVS验证。

关键词：Calibre，运算放大器目录一、电路设计流程 (1)二、版图的制作流程 (2)三、二级运算放大器的原理图 (3)四、器件尺寸的计算 (4)五、二级运算放大器原理图 (5)六、二级运算放大器版图 (9)心得体会 (11)参考文献 (12)一、电路设计流程设计规范行为级描述RTL描述（HDL）功能验证与测试逻辑组合门级网表逻辑验证与测试布局布线画物理版图版图验证生产设计规范是为了确定电路要应用的工艺，和所需要的指标。

这些指标包括：电源电压、功耗、增益、带宽、失真、噪声、输入输出动态范围、电路面积等。

行为级描述是实现系统功能所必须的编辑。

然后实行RTL描述，功能验证和测试，进行对错误的排除，再设计逻辑组合和门级网表，验证这些组合和网表是否正确，所有都正确了后进行布局布线，画出版图，再验证版图的准确性，就可以进行流片生产。

超大规模集成电路版图布局优化设计方法研究随着社会的进步和科技的发展，超大规模集成电路（Very Large Scale Integrated Circuit，VLSI）作为电子信息技术的重要组成部分，已在许多领域得到广泛应用。

而超大规模集成电路版图布局优化设计方法的研究则对于提高集成电路的性能和降低功耗具有重要意义。

本文将对超大规模集成电路版图布局优化设计方法的研究进行探讨和分析。

首先，我们需要了解什么是超大规模集成电路版图布局。

VLSI 版图布局是指将电子元件（如晶体管、电容器等）以及它们之间的连线等在芯片上进行布置的过程。

该过程主要包括位置分配（placement）和连线布线（routing）两个阶段。

其中，位置分配决定了电子元件在芯片上的相对位置，连线布线则决定了电子元件之间的连线路径。

优化设计方法旨在在满足芯片功能和性能需求的前提下，提高集成电路的布局效果。

在超大规模集成电路版图布局优化设计方法的研究中，传统的方法主要采用人工设计和试错的方式。

但随着电子电路规模的不断扩大，这种方法已经无法满足需求，因为它耗时、耗力、易出错且灵活性不高。

因此，研究人员积极探索基于算法和仿真的自动优化设计方法。

一种常用的超大规模集成电路版图布局优化设计方法是基于遗传算法的布局优化。

遗传算法是模拟自然界生物进化过程的一种优化算法。

该方法通过定义适应度函数、设计染色体编码和选择交叉变异等操作，利用进化的过程搜索最优解。

在超大规模集成电路版图布局优化中，通过遗传算法，可以对电子元件的相对位置进行优化，从而提高电路的性能和布局效果。

另一种常用的方法是基于模拟退火算法的布局优化。

模拟退火算法是一种全局优化算法，模拟了固体退火过程的温度变化规律。

通过定义能量函数、设定初始温度和降温策略等操作，模拟退火算法能够通过概率的方式跳出局部最优解，寻找全局最优解。

在超大规模集成电路版图布局优化中，模拟退火算法可以灵活地探索电子元件的相对位置，从而达到更好的布局效果。

集成电路版图设计报告一．设计目的：1.通过本次实验，熟悉L-edit 软件的特点并掌握使用L-edit 软件的流程和设计方法；2.了解集成电路工艺的制作流程、简单集成器件的工艺步骤、集成器件区域的层次关系，与此同时进一步了解集成电路版图设计的λ准则以及各个图层的含义和设计规则；3.掌握数字电路的基本单元CMOS 的版图，并利用CMOS 的版图设计简单的门电路，然后对其进行基本的DRC 检查；4. 掌握C)B (A F +∙=的掩模板设计与绘制。

二．设计原理：1、版图设计的目标：版图 （layout ） 是集成电路从设计走向制造的桥梁，它包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据。

版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述过程，即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的过程。

其设计目标有以下三方面：① 满足电路功能、性能指标、质量要求；② 尽可能节省面积，以提高集成度，降低成本；③ 尽可能缩短连线，以减少复杂度，缩短延时，改善可能性。

2、版图设计的内容：①布局：安排各个晶体管、基本单元、复杂单元在芯片上的位置。

②布线：设计走线，实现管间、门间、单元间的互连。

③尺寸确定：确定晶体管尺寸（W、L）、互连尺寸（连线宽度）以及晶体管与互连之间的相对尺寸等。

④版图编辑（Layout Editor ）:规定各个工艺层上图形的形状、尺寸和位置。

⑤布局布线（Place and route ）：给出版图的整体规划和各图形间的连接。

⑥版图检查（Layout Check ）：设计规则检验（DRC,Design Rule Check）、电气规则检查（ERC,Electrical Rule Check）、版图与电路图一致性检验（LVS,Layout Versus Schematic ）。

三．设计规则（Design Rule ）：设计规则是设计人员与工艺人员之间的接口与“协议”，版图设计必须无条件的服从的准则，可以极大地避免由于短路、断路造成的电路失效和容差以及寄生效应引起的性能劣化。

上海城市管理职业技术学院毕业设计(论文)分院人文与信息技术学院专业应用电子班级 11应用电子(1）姓名胡穆学号 110502003指导教师崔玉美设计(论文）题目模拟电路版图设计方法与框架结构二○一三年三摘要集成电路的出现与发展彻底改变了人类的文明和人们的日常生活面目，比如：手机、U盘、麦克风、等等。

集成电路是电子电路,它不不同于一般意义上的电子电路，它是把成千上万的电子元件包括晶体管，电阻,电容甚至电感集成在微小的芯片上面，正是这种奇妙的设计和制造方式使它为人类社会的进步创造了空前绝后的奇迹，而使这种奇迹变为现实的是集成电路掩膜版图设计。

集成电路或称微电路（microcircuit)、微芯片（microchip)、芯片（chip）在电子学中是一种把电路(主要包括半导体装置,也包括被动元件等）小型化的方式,并通常制造在半导体晶圆表面上。

集成电路是相对分立器件组成的电路而言、把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上,整个电路就在这个芯片上，把这个芯片放到管壳中进行封装，电路与外部的连接靠引脚完成。

根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下,尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化,设计出满足要求的集成电路。

关键词：版图设计；设计规则；版图验证；电阻，电容,二极管；目录摘要------------------------------------------------------------ 2前言-------------------------------------------------------------- 4 第一章了解版图-------------------------------------------------- 5 1。

1 版图意义----------------------------------------------------- 5 1.2 版图定义-------------------------------------------------------- 5 1。

摘要摘要进入21世纪以来，我国信息产业在生产和科研方面都大大加快了发展速度，并已成为国民经济发展的支柱产业之一。

但是，与世界上其他信息产业发达的国家相比，我过在技术开发、教育培训等方面都还存在这较大的差距。

集成电路已经发展到了系统级芯片（SOC）的阶段。

随着CMOS 工艺阶段的进步，由于CMOS 电路的低成本，低功耗、以及速度的不断提高，由于CMOS模拟电路设计的技术不断进步，CMOS技术已被证明是实现SOC的最好选择。

模拟电路是SOC中不可缺少的部分。

由于器件尺寸不不断缩小和低电源电压，低功耗等要求，模拟CMOS集成电路设计在不断的发展，在SOC中变得越来越重要。

作为设计与制造的纽带，版图的地位至关重要。

在各类集成电路中，模拟集成电路由于对器件的依赖性更强，所以起性能更大程度上受到版图因素的影响。

关键字：集成电路设计，版图设计ABSTRACT ABSTRACT Since the 21st century, China's information industry in production and research research aspects aspects aspects are are are much much much faster faster faster development development development speed, speed, speed, and and and has has has become become become a a a pillar pillar industry industry of of of the the the national national national economy economy economy development. development. development. However, However, However, with with with the the the world world world of of information industry developed countries other than, I live in technical development, development, education education education training training training etc etc etc are are are still still still exist exist exist in in in the the the larger larger larger gap gap gap Integrated Integrated circuit circuit has has has developed developed into into system system system level level level chip chip chip (SOC) (SOC) (SOC) stage. stage. stage. Along Along with with the the progress of stage of CMOS technology, due to the low cost, CMOS circuit, and low consumption rate rise ceaselessly, because the CMOS analog circuit design technology progress, CMOS technology has been proved to be the best choice of SOC SOC realization. realization. realization. Analog Analog Analog circuit circuit circuit is is is an an an indispensable indispensable indispensable part part part of of of SOC. SOC. SOC. Due Due Due to to to the the device device size size size and and and low low low voltage voltage voltage shrinking, shrinking, shrinking, low low low power power power consumption, consumption, consumption, analog analog analog CMOS CMOS integrated circuit design in the unceasing development, in the SOC of becomes more more and and and more more more important. important. important. As As As the the the design design design and and and manufacture manufacture manufacture of of of the the the link, link, link, the the position is very important. In all kinds of integrated circuits, analog circuits due to to the the the dependence dependence dependence of of of the the the device, device, device, so so so its its its stronger stronger stronger performance performance performance greater greater greater extent extent extent by by the factors which influence the territory. Key Words: integrated circuit design, layout design目录目录目 录第1章 引言引言引言 ........................................................ 1 .. (1)1.1 1.1 选题背景选题背景选题背景 ........................................................ 1 .. (1)1.2 1.2 研究目标和意义研究目标和意义研究目标和意义 .................................................. 1 .. (1)1.3 1.3 研究思路研究思路研究思路 ........................................................ 1 .. (1)第2 2 章章 版图设计理论基础版图设计理论基础............................................. 2 2.1版图概念版图概念......................................................... 2 2.2 2.2 版图设计过程版图设计过程版图设计过程 .................................................... 2 . (2)2.3 2.3 版图验证与检查：版图验证与检查：版图验证与检查： ................................................ 3 (3)2.4 2.4 版图设计注意事项版图设计注意事项版图设计注意事项 ................................................ 3 ................................................ 3 第 3 3 章章 Cadence Cadence 工具使用工具使用工具使用 ............................................ 5 .. (5)3.1 Cadence 3.1 Cadence 软件简介软件简介软件简介 ................................................ 5 (5)3.2. 3.2. 建立新库和新文件建立新库和新文件建立新库和新文件 ............................................... 6 .. (6)3.3 3.3 版图的验证版图的验证版图的验证 ...................................................... 8 (8)3.4 3.4 布局相关布局相关布局相关 ....................................................... 11 ....................................................... 11 第 4 4 章章 模拟版图设计匹配模拟版图设计匹配 ........................................... 13 . (13)4.1 4.1 匹配的概述匹配的概述匹配的概述 ..................................................... 13 .. (13)4.2模拟电路版图设计中的匹配艺术模拟电路版图设计中的匹配艺术.................................... 13 4.2.1 4.2.1 根器件法根器件法根器件法(Root Device Method) ................................. 13 (Root Device Method) (13)4.2.2 4.2.2 交叉法交叉法交叉法(Interdigitating Devices) .............................. 14 (Interdigitating Devices) (14)4.2.3 4.2.3 虚拟器件法虚拟器件法虚拟器件法 ................................................... 14 (14)4.2.4 4.2.4 共心法共心法共心法(Common Centroid) ...................................... 15 (Common Centroid) .. (15)4.2.5 4.2.5 匹配信号路径匹配信号路径匹配信号路径 ................................................. 16 . (16)4.2.6 4.2.6 尽量采用较大尺寸的器件尽量采用较大尺寸的器件尽量采用较大尺寸的器件 ....................................... 16 (16)4.3 4.3 结论结论结论 ........................................................... 17 .. (17)第5章 应用于USB 通道检测器版图设计通道检测器版图设计 ................................ 18 .. (18)5.1 USB 通道检测器的电路图：通道检测器的电路图：........................................ 18 5.2 5.2 版图电路的分析：版图电路的分析：版图电路的分析： ............................................... 18 .. (18)5.3 5.3 画版图步骤画版图步骤画版图步骤 ..................................................... 19 .. (19)目录目录5.4 5.4 电路中所画的版图电路中所画的版图电路中所画的版图 ............................................... 21 .. (21)5.4.1 5.4.1 以下将列举出画的版图中的部分版图以下将列举出画的版图中的部分版图以下将列举出画的版图中的部分版图 ............................. 21 .. (21)5.5 5.5 版图布局版图布局版图布局 ...................................................... 21 (21)5.6 5.6 版图连线版图连线版图连线 ....................................................... 22 ....................................................... 22 第 6 6 章章 结论结论结论 ...................................................... 23 (23)参考文献参考文献 ........................................................... 24 ........................................................... 24 致 谢谢 . (25)附录一：附录一：5V 5V 版图设计规则版图设计规则............................................. 26 附录二：附录二：USB USB 通道检测器网表通道检测器网表.......................................... 28 附录三：附录三：USB USB 通道检测器LVS 检测报告图检测报告图................................ 30 外文资料原文外文资料原文 ....................................................... 34 . (34)译文译文 ............................................................... 37 (37)第1章 引言引言1 第1章 引言1.1 选题背景集成电路已经发展到了系统芯片（SOC ）的阶段，随着CMOS 工艺的进步，由于CMOS 电路的低成本、低功耗，以及速度的不断提高，由于CMOS 模拟电路设计技术的不断提高和进步，CMOS 技术已被证明是实现SOC 的最好选择。

集成电路布图中的设计优化技术研究现代社会对于计算机技术的高度需求，让集成电路成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

而在集成电路设计中，布图的设计优化技术则是关键中的关键。

在本文中，我们将从布图的优化入手，阐述如何利用不同的设计优化技术来提高电路的性能和可靠性。

一、导入布图是电路设计中必不可少的工具。

在布图的生成中，设计师需要综合考虑电路性能、可靠性以及成本等多方面的因素，使得生成的布图在满足性能要求的条件下，实现布图的最小成本和最大可靠性。

对于一个大的布图，需要大量的排布和布线，如何在高效率的情况下提高布图的质量，成为了布图设计者的一大难题。

二、布图设计优化1.面向性能优化在布图的设计中，性能是最为重要的考察因素之一。

针对性能优化，设计者需要在保证电路正确性的前提下，尽可能的提高电路运行速度和效率。

（1）时序优化时序是指逻辑电路中各个逻辑元件的相对时间关系。

时序优化是针对布图的时序流水线等进行优化。

流水线是一种常见的优化方式，在流水线结构中，将电路切分为多段，每一段分别被执行，使电路的运行时间得到了有效的优化。

但是如果流水线的工作过程中，出现了多个操作需要在同一个周期内完成的状况，则会导致流水线进一步的拥挤，影响到电路的性能。

（2）面积优化面积是指占据布图的实际面积，面积优化是在满足性能和正确性的前提下，尽可能的降低电路的占用面积。

在面积优化的过程中，常用的手段如加缓存/减少存储单元、缩小寄存器数量、降低明确数据的位数等等。

面积优化虽然能够有效的提高电路的性能，但是也会导致电路的复杂性加大。

2.面向时序优化时序是指布图中元件的时序关系。

在这样的情况下，时序优化就成为了布图设计中重要的一环。

（1）时钟树设计优化时钟树是对原始时钟信号进行缓存和分发的过程。

由于时钟信号过多，导致时钟树的电容过大。

这时就需要通过一些手段来优化时钟树，例如使用最短路径来减小电容，或者调整时钟树的拓扑结构。

（2）时序约束检查时序约束是指对于某一时序关系的要求，例如时钟周期保持稳定，信号的上升沿和下降沿必须符合特定的要求。