第七章集成电路版图设计
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西安邮电大学集成电路版图设计实验报告学号:XXX姓名:XX班级:微电子XX日期:20XX目录实验一、反相器电路的版图验证1)反相器电路2)反相器电路前仿真3)反相器电路版图说明4)反相器电路版图DRC验证5)反相器电路版图LVS验证6)反相器电路版图提取寄生参数7)反相器电路版图后仿真8)小结实验二、电阻负载共源放大器版图验证9)电阻负载共源放大器电路10)电阻负载共源放大器电路前仿真11)电阻负载共源放大器电路版图说明12)电阻负载共源放大器电路版图DRC验证13)电阻负载共源放大器电路版图LVS验证14)电阻负载共源放大器电路版图提取寄生参数15)电阻负载共源放大器电路版图后仿真16)小结实验一、反相器电路的版图验证1、反相器电路反相器电路由一个PMOS、NPOS管,输入输出端、地、电源端和SUB 端构成,其中VDD接PMOS管源端和衬底,地接NMOS管的漏端,输入端接两MOS管栅极,输出端接两MOS管漏端,SUB端单独引出,搭建好的反相器电路如图1所示。
图1 反相器原理图2、反相器电路前仿真通过工具栏的Design-Create Cellview-From Cellview将反相器电路转化为symbol,和schemetic保存在相同的cell中。
然后重新创建一个cell,插入之前创建好的反相器symbol,插入电感、电容、信号源、地等搭建一个前仿真电路,此处最好在输入输出网络上打上text,以便显示波形时方便观察,如图2所示。
图2 前仿真电路图反相器的输入端设置为方波信号,设置合适的高低电平、脉冲周期、上升时间、下降时间,将频率设置为参数变量F,选择瞬态分析,设置变量值为100KHZ,仿真时间为20u,然后进行仿真,如果仿真结果很密集而不清晰可以右键框选图形放大,如图3所示。
图3 前仿真结果3、反相器电路版图说明打开之前搭建好的反相器电路,通过Tools-Design Synthesis-Laout XL新建一个同cell目录下的Laout文件,在原理图上选中两个MOS管后在Laout中选择Create-Pick From Schematic从原理图中调入两个器件的版图模型。
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》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。