基于CMOS傳輸門(mén)結(jié)構(gòu)的基本D觸發(fā)器

1、A肥N卡大下HEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGY集成電路版圖課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目：基于CMO法輸門(mén)結(jié)的基本D觸發(fā)器版圖設(shè)計(jì)學(xué)院：電子科學(xué)與應(yīng)用物理學(xué)院班級(jí)：姓名：合作者：6目錄一、設(shè)計(jì)的目的和意義.3二、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求4三、設(shè)計(jì)采用的硬件和軟件環(huán)境和條件.4四、實(shí)驗(yàn)原理4.五、設(shè)計(jì)步驟8.六、設(shè)計(jì)心得10七、參考文獻(xiàn)10一、設(shè)計(jì)的目的和意義設(shè)計(jì)目的：1 .熟悉L-Edit電路圖編輯環(huán)境、模塊的編輯和引用；2 .掌握L-Edit菜單使用方法3 .掌握并認(rèn)識(shí)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則檢測(cè)；4 ,了解如何分析所繪制的電路圖的功能能夠達(dá)到原來(lái)預(yù)計(jì)的效果；5 .熟悉IC制造工藝文件；6 .熟練運(yùn)用

2、軟件設(shè)計(jì)電路和版圖。設(shè)計(jì)意義：1 .配合CMOS數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、集成電路設(shè)計(jì)硬件描述語(yǔ)言、超大規(guī)模集成電路CAD器件模型CAD集成電路版圖設(shè)計(jì)，培養(yǎng)IC設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力；2 .進(jìn)一步掌握基本的數(shù)字集成電路與器件設(shè)計(jì)和調(diào)試的方法與步驟；3 .掌握設(shè)計(jì)輸入、編譯、模擬、仿真等IC設(shè)計(jì)的基本過(guò)程；4 .進(jìn)一步鞏固所學(xué)IC設(shè)計(jì)相關(guān)的理論知識(shí)，提高運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際集成電路工程設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力；5 .經(jīng)過(guò)查找資料、方案的設(shè)計(jì)與選擇、設(shè)計(jì)仿真器件或電路、檢查版圖設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告等一系列實(shí)踐過(guò)程，實(shí)現(xiàn)一次較全面的IC版圖設(shè)計(jì)工程實(shí)踐訓(xùn)練6 .通過(guò)理論與實(shí)際相結(jié)合初步感悟工程設(shè)計(jì)與理論設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)

3、，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。7 .提高團(tuán)隊(duì)合作能力。二、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求利用S-Edit軟件畫(huà)出傳輸門(mén)結(jié)構(gòu)的D觸發(fā)器，然后用L-Edit畫(huà)出其版圖,并作DRC僉證。三、設(shè)計(jì)采用的硬件和軟件環(huán)境和條件1 .主要設(shè)備是電腦2 .軟件環(huán)境：TannerPro13.1四、實(shí)驗(yàn)原理觸發(fā)器是具有記憶功能的基本存儲(chǔ)單元，有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種實(shí)現(xiàn)方法，靜態(tài)主要是利用雙穩(wěn)態(tài)原理：一對(duì)交叉耦合的反相器形成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)元件并且因此可以用來(lái)記憶二進(jìn)制值。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是只要電源電壓加在該電路上，他所保持得值就一直有效，因此稱(chēng)為靜態(tài)電路。與此對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)門(mén)將數(shù)據(jù)（電荷）暫存在電路節(jié)點(diǎn)的寄生電容

4、上。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、高效。我們這次的設(shè)計(jì)要求主要是靜態(tài)實(shí)現(xiàn)，基于CMO滕輸門(mén)結(jié)才的基本D觸發(fā)器版圖設(shè)計(jì)，現(xiàn)在我主要分析靜態(tài)基于CMOSH俞門(mén)主從2構(gòu)的正沿D觸發(fā)器。D觸發(fā)器狀態(tài)激勵(lì)表QnQn+iD0oo0ii1oo1ii步驟一在分析基于CMOSH俞門(mén)主從2構(gòu)的正沿D觸發(fā)器在前，先分析下圖（圖1）VddciiTI圖2基于傳輸門(mén)的正鎖存器晶體管級(jí)實(shí)現(xiàn)上圖是基于傳輸門(mén)的正鎖存器晶體管級(jí)實(shí)現(xiàn)，屬于多路開(kāi)關(guān)型鎖存器，這是實(shí)現(xiàn)一個(gè)鎖存器最穩(wěn)妥和最常用的技術(shù)。當(dāng)clk為高電平時(shí)，左上角的傳輸門(mén)開(kāi)啟，左下角的關(guān)閉，數(shù)據(jù)（datain）輸入；當(dāng)clk為低電平時(shí)，左上角的傳輸門(mén)關(guān)閉，左下角的開(kāi)啟，數(shù)據(jù)被

5、保存在兩個(gè)交叉耦合的反相器形成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)元件中；由于是clk為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)輸D觸發(fā)器如圖2。入，所以被稱(chēng)為正鎖存器。步驟二將兩級(jí)正鎖存器（如圖1）連接起來(lái)，得到主從結(jié)構(gòu)圖3基于CMO滕輸門(mén)主從2構(gòu)的正沿D觸發(fā)器上圖是基于CMO及輸門(mén)主從2構(gòu)的正沿D觸發(fā)器，也就是我們這次的設(shè)計(jì)目標(biāo)，當(dāng)clk為高電平時(shí)，主鎖存器的數(shù)據(jù)（datain）輸入，從鎖存器的數(shù)據(jù)保持，主正鎖存器的輸出為datain的反；當(dāng)clk為低電平時(shí)，主鎖存器的數(shù)據(jù)保持，從鎖存器出于透明模式，所以數(shù)據(jù)datain被正確的傳送到Q端。由于該觸發(fā)器是由兩級(jí)正鎖存器連接起來(lái)的，所以屬于主從結(jié)構(gòu)；由于當(dāng)clk為正延時(shí)，數(shù)據(jù)datain被傳送

6、到Q端，所以被稱(chēng)為正沿D鎖存器。棒狀圖是版圖的一種描述形式，它僅僅是為了描述器件的相對(duì)位置，以及所采用的基本結(jié)構(gòu)形式，并不描述期間版圖的具體尺寸和形狀但它可以幫助我們更直觀(guān)的了解原理圖所對(duì)應(yīng)的版圖形式，而且在棒狀圖中可以采用源漏共用等方法為版圖設(shè)計(jì)節(jié)省面積，方便進(jìn)一步的優(yōu)化。利用電路結(jié)構(gòu)可畫(huà)出棒狀圖結(jié)構(gòu)如圖3。再根據(jù)棒狀圖畫(huà)出版圖。版圖如圖 4elk 五、設(shè)計(jì)步驟1 .打開(kāi)L-Edit程序：建立新文件，命名為DFF_2.tdb.2 .取代設(shè)定：選才FFile-ReplaceSetup命令，單擊出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框的Fromfile下拉列表右側(cè)的Browser按鈕，選擇lights.tdb文件，再單擊。

7、儂鈕，就可將lights.tdb文件的設(shè)定選擇性應(yīng)用在目前編輯的文件，包括格點(diǎn)設(shè)定、圖層設(shè)定等。3 .編輯組件：L-Edit編輯方式是以組件(Cell)為單位而不是以文件(File)為單位的，每一個(gè)文件可有多個(gè)Cell,而每一個(gè)Cell可表示一種電路布局圖。4 .設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)定：繪制布局圖，必須要有確實(shí)的大小，因此要繪圖前先要確認(rèn)或設(shè)定坐標(biāo)與實(shí)際長(zhǎng)度的關(guān)系。選擇Setup命令，打開(kāi)Design對(duì)話(huà)框，在Technology選項(xiàng)卡中出現(xiàn)使用技術(shù)的名稱(chēng)、單位與設(shè)定，如圖5。5 .接著選擇Grid選項(xiàng)卡，其中包括使用格點(diǎn)顯示設(shè)定、鼠標(biāo)停格設(shè)定與坐標(biāo)單位設(shè)定，如圖6所示。SetupDesigndff_2

8、ObjectSnap|工ngwGit：1ylsDBSNodg耳，ghLi.hn：ingTechno1ogyGarjLdSElxtlgDara>JiiigKref門(mén)工已誓Techno1ogynajneDisplayGeneric0.25umTechnology|Microns|Techn.o1o®yunits®Microns_MilllweteCentimeters"Mils©InchesaOther:fLawbdaDatabaseresolutnMicronsperInternalUnit11InternalMicrons：1000諭定取消圖58圖

9、76 .根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)則開(kāi)始畫(huà)版圖。根據(jù)在原理中所畫(huà)的棒狀圖（圖3）,畫(huà)出版圖。版圖最終繪制結(jié)果如圖4所示。7 .設(shè)計(jì)規(guī)則檢查：由于繪制的圖樣是要制作集成電路的光罩圖樣，必須配合設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)繪制圖層，才能確保流程時(shí)的效率。六、設(shè)計(jì)心得通過(guò)這次版圖課程設(shè)計(jì)，我收獲頗豐：使我將CMO皴字集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、集成電路設(shè)計(jì)硬件描述語(yǔ)言、超大規(guī)模集成電路CAD器件模型CAD集成電路版圖設(shè)計(jì)、微電子工藝等課程第一次結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)我的IC設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力；經(jīng)過(guò)查找資料、方案的設(shè)計(jì)與選擇、設(shè)計(jì)仿真器件或電路、檢查版圖設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告等一系列實(shí)踐過(guò)程，實(shí)現(xiàn)一次較全面的IC版圖設(shè)計(jì)工程實(shí)踐訓(xùn)練，通過(guò)理論與實(shí)際相結(jié)合初步感悟工程設(shè)計(jì)與理論設(shè)計(jì)的不同點(diǎn)，提高和培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我們?nèi)松猛旧弦粋€(gè)非常美好的回憶！通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只懂理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握