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《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。
集成电路版图实习报告青岛科技⼤学本科毕业实习（报告）实习地点：__________________________________实习名称：__________________________________指导教师__________________________学⽣姓名__________________________学⽣学号_________________________________________________________院（部）____________________________专业________________班___2011___年 ___⽉ _19_⽇0708040207 信息学院集成电路设计与集成系统 072 3 青软实训集成电路版图设计尺⼨的上限以及掩膜版之间的最⼤套准偏差，⼀般等于栅长度的⼀半。
它的优点是版图设计独⽴于⼯艺和实际尺⼨。
2、以微⽶为单位也叫做“⾃由格式”：每个尺⼨之间没有必然的⽐例关系，以提⾼每⼀尺⼨的合理度。
⽬前⼀般双极集成电路的研制和⽣产，通常采⽤这类设计规则。
在这类规则中，每个被规定的尺⼨之间，没有必然的⽐例关系。
这种⽅法的好处是各尺⼨可相对独⽴地选择，可以把每个尺⼨定得更合理，所以电路性能好，芯⽚尺⼨⼩。
缺点是对于⼀个设计级别，就要有⼀整套数字，⽽不能按⽐例放⼤、缩⼩。
在本次实习中，使⽤的设计过则是Winbond的HiCMOS 0.5um 3.3V LOGIC DESIGN RULES, 其process route 为C054FI.。
3、集成电路版图设计⼯具著名的提供IC 版图设计⼯具的公司有Cadence、、Synopsys、Magma、Mentor。
Synopsys 的优势在于其逻辑综合⼯具，⽽Cadence和Mentor则能够在设计的各个层次提供全套的开发⼯具。
在晶体管级和基本门级提供图形输⼊⼯具的有Cadence的composer、Viewlogic公司的viewdraw。
集成电路版图设计实验心得实验心得，总结：集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路，如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计，更别说自己能够将它做好。
因此，我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术，熟悉相关工具软件，学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。
下面介绍下此次课程实验的主要内容：一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管：当没有加上反向偏压时，为导通状态，正向导通；在加上反向偏压后，反向阻断，变为截止状态，且耗尽所有能量；当两端都接上负载时，电流经过负载电阻降为0，同时功耗降到最小。
二极管有如下特性:(1)结电容，很小（约10^-9法拉，正常情况下为0.7左右）。
（2）特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。
在静态工作点附近，当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大;实验心得，总结：集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路，如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计，更别说自己能够将它做好。
因此，我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术，熟悉相关工具软件，学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。
下面介绍下此次课程实验的主要内容：一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管：当没有加上反向偏压时，为导通状态，正向导通；在加上反向偏压后，反向阻断，变为截止状态，且耗尽所有能量；当两端都接上负载时，电流经过负载电阻降为0，同时功耗降到最小。
二极管有如下特性:(1)结电容，很小（约10^-9法拉，正常情况下为0.7左右）。
（2）特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。
在静态工作点附近，当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大;当电压减小到某一值后，电流突然减少，并且这个电流的值为管子特性曲线的斜率，但仍保持原来的电流值不变，在管子轴线上电流不再是一条直线，管子的阻抗发生了翻转，导致其电流迅速下降。
集成电路版图设计实验报告班级：微电1302班学号：1306090203姓名：李粒完成日期：2015年1月7日一、实验目的使用EDA工具cadence schematic editor,并进行电路设计与分析，为将来进行课程设计、毕业设计做准备，也为以后从事集成电路设计行业打下基础。
二、实验内容学习使用EDA工具cadence schematic editor，并进行CMOS反相器、与非门电路的设计与分析，切对反相器和与非门进行版图设计并进行DRC验证。
三、实验步骤（一）、cadence schematic editor的使用1、在terminal窗口→cd work//work指自己工作的目录→icfb&2、出现CIW窗口，点击在CIW视窗上面的工具列Tools→Library Manager3、建立新的Library①点击LM视窗上面的工具列File→New→Library②产生New Library窗口（在name栏填上Library名称，点击OK）③建立以0.6um.tf为technology file的new library“hwl”4、建立Cell view点击LW视窗的File→New→Cell view,按Ok之后，即可建立schematicView点击schematic视窗上面的指令集Add→Instance,出现AddInstance窗，再点击Add Instance视窗Browser，选择analoglib中常用元件①选完所选元件后，利用narrow wire将线路连接起来。
②加pin.给pin name且要指示input output inout，若有做layout层的话，要表示相同。
③点击nmos→q,标明model name，width，length同理for pmos.④最后Design→check and save .若有error则schematic View有闪动。
集成电路版图设计实习报告学院：电气与控制工程学院专业班级：微电子科学与工程1101班姓名：孙召洋学号：1106080113一、实验要求：1. 熟悉Cadence的工作环境。
2. 能够熟练使用Cadence工具设计反相器，与非门等基本电路。
3. 熟记Cadence中的快捷操作。
比如说“W”是连线的快捷键。
4. 能够看懂其他人所画的原理图以及仿真结果，并进行分析等。
二、实验步骤：1、使用用户名和密码登陆入服务器，右击桌面，在弹出菜单中单击open Terminal；在弹出的终端中键入Unix命令icfb&然后按回车启动Cadence。
Cadence启动完成后，关闭提示信息。
设计项目的建立2、点击Tools-Library Manager启动设计库管理软件。
点击File-New-Library 新建设计库文件。
在弹出的菜单项中输入你的设计库的名称，比如My Design,点击OK。
选择关联的工艺库文件，点击OK。
在弹出的菜单中的Technology Library下拉菜单中选择需要的工艺库，然后单击OK。
3、设计的项目库文件建立完成，然后我们在这个项目库的基础上建立其子项目。
点击选择My Design，然后点击File-New-Cell View。
输入子项目的名称及子项目的类型，这设计版图之前我们假定先设计原理图：所以我们选择Composer-Schematic，然后点击OK。
4、进入原理图编辑平台,原理图设计,输入器件：点击Instance按键或快捷键I插入器件。
查找所需要的器件类型-点击Browse-tsmc35mm-pch5点击Close。
更改器件参数，主要是宽和长。
点击Hide，在编辑作业面上点击插入刚才设定的器件。
如果想改参数器件，点击选择该器件，然后按Q，可以修改参数器件使用同样的方法输入Nmos,工艺库中叫nch5. 点击Wire(narrow)手动连线。
完成连线后，输入电源标志和地标志：在analogLib库中选择VDD和GND，输入电源线标示符。
北京工业大学集成电路板图设计报告姓名：张靖维学号：12023224 2015年6 月1日目录目录 (1)1 绪论 (2)1.1 介绍 (2)1.1.1 集成电路的发展现状 (2)1.1.2 集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 (2)1.1.3 CAD发展现状 (3)2 电路设计 (4)2.1 运算放大器电路 (4)2.1.1 工作原理 (4)2.1.2 电路设计 (4)2.2 D触发器电路 (12)2.2.1 反相器 (12)2.2.2 传输门 (12)2.2.3 与非门 (13)2.2.4 D触发器 (14)3 版图设计 (15)3.1 运算放大器 (15)3.1.1 运算放大器版图设计 (15)3.2 D触发器 (16)3.2.1 反相器 (16)3.2.2 传输门 (17)3.2.3 与非门 (17)3.2.4 D触发器 (18)4 总结与体会 (19)1 绪论随着晶体管的出现，集成电路随之产生，并极大地降低了电路的尺寸和成本。
而由于追求集成度的提高，渐渐设计者不得不利用CAD工具设计集成电路的版图，这样大大提高了工作效率。
在此单元中，我将介绍集成电路及CAD发展现状，本次课设所用EDA工具的简介以及集成电路设计流程等相关内容。
1.1 介绍1.1.1集成电路的发展现状2014年，在国家一系列政策密集出台的环境下，在国内市场强劲需求的推动下，我国集成电路产业整体保持平稳较快增长，开始迎来发展的加速期。
随着产业投入加大、技术突破与规模积累，在可以预见的未来，集成电路产业将成为支撑自主可控信息产业的核心力量，成为推动两化深度融合的重要基础。
、1.1.2集成电路设计流程及数字集成电路设计流程集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。
芯片硬件设计包括：功能设计阶段，设计描述和行为级验证，逻辑综合，门级验证（Gate-Level Netlist Verification），布局和布线。
模拟集成电路设计的一般过程：电路设计，依据电路功能完成电路的设计；.前仿真，电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真；版图设计（Layout），依据所设计的电路画版图；后仿真，对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图；后续处理，将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。
数字集成电路设计流程1.设计输入电路图或硬件描述语言2.逻辑综合处理硬件描述语言，产生电路网表3.系统划分将电路分成大小合适的块4.功能仿真5.布图规划芯片上安排各宏模块的位置6.布局安排宏模块中标准单元的位置7.布线宏模块与单元之间的连接8.寄生参数提取提取连线的电阻、电容9.版图后仿真1.1.3CAD发展现状CAD/CAM技术20世纪50年代起源于美国,经过近50年的发展,其技术和水平已经到达了相当成熟的阶段。
日本、法国、德国也相继在机械制造、航空航天、汽车工业、建筑化工等行业中广泛使用CAD/CAM技术。
CAD/CAM技术在发达国家已经成为国民经济的重要支柱。
我国CAD/CAM技术的应用起步于20世纪60年代末,经过40多年的研究、开发与推广应用,CAD/CAM技术已经广泛应用于国内各行各业。
综合来看,CAD/CAM技术的在国内的应用主要有以下几个特点:(1)起步晚、市场份额小我国 CAD/CAM技术应用从20世纪80年代开始,“七五”期间国家支持对24个重点机械产品进行了 CAD/CAM的开发研制工作,为我国 CAD/CAM技术的发展奠定了一定的基础。
国家科委颁布实施的863计划也大大促进了 CAD/CAM技术的研究和发展。
“九五”期间国家科委又颁发了《1995～2000年我国 CAD/CAM应用工程发展纲要》,将推广和应用 CAD/CAM技术作为改造传统企业的重要战略措施。
有些小企业由于经济实力不足、技术人才缺乏,CAD/CAM技术还不能够完全应用到生产实践中。
国内研发的CAD/CAM软件在包装和功能上与发达国家还存在差距,市场份额小。
(2)应用范围窄、层次浅CAD/CAM技术在企业中的应用在CAD方面主要包括二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等。
其中CAD二维绘图技术在企业应用情况较好,这一方面得益于国家大力推进“甩图板”工程,另一方面是由于二维绘图技术解决的是所有企业的共性问题。
三维造型软件由于早期没有推出微机版本,需要在工作站环境中工作,投资较大,所以只有部分大企业有所应用。
在CAM方面,目前企业普遍应用的只是数控程序编制,国内企业已经开始广泛使用华中数控系统、南京SKY系统、日本FUNUC系统、德国SIEMENS系统。
而广义的 CAM只有少数大型企业采用,中小企业极少应用。
(3)功能单一、经济效益不突CAD/CAM技术在企业中的应用只是单元的智能技术应用,是从企业生产的几个侧面来提高效率。
功能分散的CAD/CAM技术其效果是有限的,只有将CAD、CAPP、CAM、PDM等技术集成在一起,综合应用在设计与制造生产的过程中 ,才能产生显著的经济效益。
2 电路设计2.1 运算放大器电路运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元。
在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。
其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。
2.1.1工作原理运放有两个输入端a（反相输入端），b（同相输入端）和一个输出端o。
也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端。
当电压U-加在a端和公共端（公共端是电压为零的点，它相当于电路中的参考结点。
）之间，且其实际方向从a 端高于公共端时，输出电压U实际方向则自公共端指向o端，即两者的方向正好相反。
当输入电压U+加在b端和公共端之间，U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同。
为了区别起见，a端和b 端分别用"-"和"+"号标出，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。
电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。
一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。
经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。
这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如100dB，即100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。
2.1.2电路设计1、启动Aether ：在完成启动环境设置后，通过cd命令进入到用户的设计目录，输入工具的启动命令Aether，启动工具界面%> cd <work_dir>%> aether2、设置PDK和创建设计库：本次课设将基于018um_PDK进行电路的设计，我们需要完成018um_PDK的添加。
在DM中，激活Tools->Library Path Editor，将弹出Library Path Editor编辑窗口，在Library Path Editor编辑窗口中，激活Edit->Add Library，进行018um_PDK的添加，在Add Library窗口中，点击OK button，即完成library的添加。
3、创建设计库：在DM的窗口中，通过菜单命令File->New Library激活New Library命令；在激活New Library后，弹出New Library创建窗口；在New Library的窗口中进行相应的指定，点击OK，既可以完成Library的创建。
4、创建放大器电路原理图：在Design Manager中，通过菜单命令File—New Cell/View。
在弹出的New Cell/View对话框中，在对话框中分别进行设置，完成design/cp_amp/schematic 的创建，当点击New Cell/View窗口中的OK键，原理图编辑器Schematic Editor将自动弹出原理图编辑界面。
5、添加元器件Instance：接下来，介绍通过Create Instance/Copy/Move/Stretch命令完成放大器电路的器件添加。
首先，通过Create Instance命令完成器件的创建，如图3-4所示。
1）通过菜单Create→Instance命令弹出Create Instance选项设置窗口；2）点击Browse Button，在Browse窗口中将Library/Cell/View选择为018um_PDK/p18/symbol；3）在Create Instance窗口中将p18的参数值设置为：Length=0.6u，EntrySwitch=FingerWidth，Finger Width=8u，Fingers=4 ，SD MetalWidth=0.23u；通过快捷键<RMB>/<Shift+RMB>/<Ctrl+RMB>实现对器件的R90/MY/MX操作4）p18的symbol卡通将出现在Schematic Editor编辑区中；在Schematic Editor 编辑区内，通过鼠标移动可以进行p18摆放位置的移动，点击鼠标左键(LMB)确定p18的摆放外置，完成p18的创建。
6、修改MOS器件的Property ：1）选中需要修改参数的MOS器件2）选中MOS器件后，激活Property命令3）Property命令被激活后，将调出的Edit Instance Properties窗口，在Edit Instance Properties窗口中，即可完成对MOS器件的参数修改4）当选中多个器件时，可以通过First, Next, Previous和Last进行切换。
7、创建输入输出Pin ：通过菜单命令Created Pin；Cretae Pin命令激活后，将弹出Create Pin窗口，可以进行Pin Name的添加。
8、添加连线Wire ：接下来，我们要对已经摆放好的MOS器件和Pins完成Wire连线。
1）通过菜单Created →Wire、快捷键<W>方式激活命令。
