數(shù)字ic課程設(shè)計-8路選擇器

目錄1課程設(shè)計名稱……………12課程設(shè)計內(nèi)容……………13課程設(shè)計目的……………14課程設(shè)計要求……………15使用軟件……………16課程設(shè)計原理……………17課程設(shè)計網(wǎng)表……………48結(jié)果及分析……………89延時手工計算……………1010總結(jié)……………1111參考書目……………111.課程設(shè)計名稱設(shè)計一個用兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器接成8選1數(shù)據(jù)選擇器。2.課程設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一個用兩個4選1數(shù)據(jù)選擇器接成8選1數(shù)據(jù)選擇器，要求要有超前進位，減小輸出的延遲，采用0.5um工藝設(shè)計。3.課程設(shè)計目的訓(xùn)練學(xué)生綜合運用學(xué)過的數(shù)字集成電路的根本知識，獨立設(shè)計相對復(fù)雜的數(shù)字集成電路的能力。課程設(shè)計要求4.1、按設(shè)計指導(dǎo)書中要求的格式書寫，所有的內(nèi)容一律打??；4.2、報告內(nèi)容包括設(shè)計過程、仿真的HSPICE網(wǎng)表，軟件仿真的結(jié)果及分析、延時的手工計算；4.3、要有整體電路原理圖，仿真的波形圖；4.4、軟件仿真必須要有必要的說明；要給出各個輸入信號的具體波形和輸出信號的測試結(jié)果。4.5、寫出對應(yīng)的HSPICE設(shè)計網(wǎng)表，網(wǎng)表仿真結(jié)果符合設(shè)計要求。把仿真圖形附在報告上。4.6、設(shè)輸入端的電容為Cinv，輸出端的負載電容為5000Cinv，從輸入到輸出任意找一通路，優(yōu)化通路延時，手工計算確定通路中每個門對應(yīng)的晶體管的尺寸。每組三個同學(xué)選擇不能為同一通路。此局部的計算參數(shù)可采用書中第六章的參數(shù)。4.7、各種器件的具體結(jié)構(gòu)可參考閻石的《數(shù)字電子技術(shù)根底》一書。不允許有完全一樣的報告，對于報告完全相同者，記為不及格。使用軟件軟件為HSPICE和COSMOS-SCOPE。課程設(shè)計原理此題目要求用兩個四選一多路選擇器搭成一個八選一多路選擇器，由此可知有八位輸入信號，那么選擇用三位控制信號實現(xiàn)該功能。由真值表可得兩個四選一多路選擇器的邏輯表達式分別為：設(shè)sel,s1,s2為控制信號，c1-c8為選擇輸入信號，out1,out2為選擇器輸出。Out1=nsel*ns1*ns2*c1+nsel*ns2*c2+nsel*s1*ns2*c3+nsel*s1*s2*c4out2=sel*ns1*ns2*c5+sel*ns1*s2*c6+sel*ns1*s2*c7+sel*ns1*s2*c8selS1S2C1000C2001C3010C4011C5100C6101C7110C8111做出真值表根據(jù)邏輯表達式做出電路圖邏輯電路圖里有4輸入與非門，2輸入或非門，非門。轉(zhuǎn)化成晶體管如下：4輸入與非門反相器2輸入或非門課程設(shè)計網(wǎng)表*select8_1.lib"e:\lib\h05hvcddtt09v01.lib"tt.subcktinvinoutmp1outinvddvddnvpw=2ul=1umn1outingndgndnvnw=1ul=1u.ends.subcktnand4abcdzmp1zavddvddnvpl=1uw=2ump2zbvddvddnvpl=1uw=2ump3zcvddvddnvpl=1uw=2ump4zdvddvddnvpl=1uw=2umn1za1gndnvnl=1uw=4umn21b2gndnvnl=1uw=4umn32c3gndnvnl=1uw=4umn43dgndgndnvnl=1uw=4u.ends.subcktselect4sells11s22abcdselectxnd1nsellns11ns22aout1nand4xnd2nsellns11s22bout2nand4xnd3nsells11ns22cout3nand4xnd4nsells11s22dout4nand4xnd5out1out2out3out4selectnand4xinv1s11ns11invxinv2s22ns22invxinv3sellnsellinv.ends.subcktnor2aboutmp1xavddvddnvpw=4ul=1ump2outbxvddnvpw=4ul=1umn1outagndgndnvnw=1ul=1umn2outbgndgndnvnw=1ul=1u.ends.globalvddgndxselect1sels1s2c1c2c3c4select1select4xselect2nsels1s2c5c6c7c8select2select4xnorselect1select2nfnor2xnotnffinvxnot1selnselinvvddvddgnd5vselselgndpulse0550ns100ps100ps50ns100nsvs1s1gnd0vs2s2gnd0vc1c1gndpulse5010ns100ps100ps20ns30nsvc2c2gnd5vc3c3gnd5vc4c4gndpulse0510ns100ps100ps20ns30nsvc5c5gndpulse0510ns100ps100ps20ns30nsvc6c6gnd5vc7c7gnd5vc8c8gndpulse5010ns100ps100ps20ns30ns.tran50ps100ns.plottranv(f).end結(jié)果及分析分析：由波形知，在前50ns控制信號為sel,s1,s2=000，后50ns控制信號為sel,s1,s2=100。理論應(yīng)為前50ns選出c1信號，后50ns選出c5信號。如波形可知，該波形與理論相符。延時手工計算選擇路徑為nsel到cout1，cout1到select1，select1到nf，nf到f，途經(jīng)兩個四輸入與非門，一個二輸入或非門，一個反相器。設(shè)四輸入與非門電容為X，二輸入或非門電容為Y，反相器電容為Z。門的類型個數(shù)邏輯強度LE寄生參數(shù)P2輸入異或門2223輸入與非門15/33/24輸入或非門19/33反相器311/2總路徑強度=〔LEFO〕=(6/3)*(X/CinV)*(6/3)*(Y/X)*(5/3)*(Z/Y)*(1)*(5000CinV/Z)級強度SE==13.512歸一化路徑延遲D=4(13.512)*P+P+P=60.048=ReqnCgLn=3〔12.5k〕(2fF/um)(0.5um)=12.5ps最小的路徑延遲==〔12.5ps〕〔60.048〕=750.6ps總結(jié)經(jīng)過這次的數(shù)字IC的實驗,我個人得到了不少的收獲,一方面加深了我對課本理論的認識,另一方面也提高了實驗操作能力?，F(xiàn)在我總結(jié)了以下的體會和經(jīng)驗。這次的實驗跟我們以前做的實驗不同，因為我懂得了合作的重要性，良好的合作能力幫助我們更快更好的完成實驗。而最珍貴最深刻的就是實驗的過程全是我們學(xué)生自己動手來完成的，這樣，我們就必須要弄懂實驗的原理。在這里我深深體會到理論對實踐的指導(dǎo)作用：弄懂實驗原理，而且體會到了實驗的操作能力是靠自己親自動手，親自開動腦筋，親自去請教別人才能得到提高的。我們做實驗絕對不能人云亦云，要有自己的看法，這樣我們就要有充分的準備，假設(shè)是做了也不知道是個什么實驗，那么做了也是白做。實驗總是與課本知識相關(guān)的，要想順利完成實驗就必須回憶課本的知識，寫報告時還要熟練使用各種辦公軟件等等。在實驗的過程中我們要培養(yǎng)自己的獨立分析問題，和解決問題的能力。培養(yǎng)這種能力的前題是你對每次實驗的態(tài)度。如果你在實驗這方面很隨便，抱著等老師教你怎么做，拿同學(xué)的報告去抄，盡管你的成績會很高，但對將來工作是不利的。參考書目DavidA.Ho