D触发器的设计和仿真(共11页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上实验一、D触发器的设计和仿真一、实验目的1、学习模拟数字电路单元的基本设计方法。2、学习Cadence工具下电路设计的基本操作和方法。3、学习Sprectre工具的仿真操作方法。二、实验内容本实验通过设计一个异步清零的D触发器电路学习Cadence工具下电路的设计和仿真方法。实验内容包括：完成反相器、与非门、传输门电路的设计和仿真验证；完成各个单元电路symbol的建立；利用建立的单元电路symbol完成D触发器电路的设计和仿真；分析仿真结果。该电路设计采用上华CSMC0.5umCMOS工艺设计，工作电压5V。三、实验步骤1、登陆到UNIX系统。在登陆界面，输入用户名

2、和密码，用户名和密码都为学生学号。2、Cadence的启动。启动Cadence软件的命令有很多，不同的启动命令可以启动不同的工具集，常用的启动命令有icfb,icca等，也可以单独启动单个工具。3、原理图的输入。（1）Composer的启动。在CIW窗口新建一个单元的Schematic视图。（2）添加器件。在comparator schematic窗口点击Add-Instance或者直接点i,就可以选择所需的器件。（3）添加连线。执行Add-Wire，将需要连接的部分用线连接起来。（4）添加管脚。执行Add-Pin和直接点p，弹出添加管脚界面。（5）添加线名。为设计中某些连线添加有意义的名称有

3、助于在波形显示窗口中显出该条线的信号名称，也可以帮助检查电路错误。点击Add-Wire Name，弹出新窗口，为输入输出线添加名称。为四端的MOS器件的衬底添加名称vdd！或gnd！，其中！表示全局变量。（6）添加电源信号。选择Vdd和Gnd的symbol各一个，在两个symbol之间连接一个vdc，设置直流电压5V。（6）保存并检查。点击schematic窗口上的Check and Save按钮，察看是否有警告或者错误。如果有，察看CIW窗口的提示。4、电路仿真。（1）启动模拟仿真环境。在comparator schematic窗口，选择Tools-Analog Environment，弹出

4、模拟仿真环境界面。（2）选择仿真器。在仿真窗口，选择Setup-Simulator/Directory/Host，设置仿真器为spectre，然后点击OK。（3）设置模型库。（4）设置分析类型。在仿真窗口，点击Choose Analyses按钮，弹出Choose Analyses窗口，该窗口中列出了各种仿真类型，在本实验中只需进行瞬态仿真，所以选择tran，时间设为3um。（5）设置设计变量，在仿真窗口中，点击Edit Variables 按钮，弹出变量设置窗口，点击Copy From按钮，整个设计本扫描一遍，设计中的各个变量被列出来。（6）创建网表。选择Simulation-Netlist-

5、Create，产生了该设计的网表。（7）设置波形显示工具。Cadence中有两种波形显示工具：AWD和wavescane，在仿真窗口选择Session-assign，在弹出的窗口中可以选择波形显示工具为AWD或wavescane。（8）选择输出结果显示信号。（9）进行仿真。选择Simulation-Run，或者直接点击仿真窗口右下角的Run按钮来启动仿真，仿真开始过程中，在CIW窗口会出现一系列仿真信息，另外会弹出一个Spectre输出窗口。仿真结束会自动弹出波形显示窗口。 （10）观察波形，看是否满足设计要求。重复以上步骤完成反相器、传输门、与非门和D触发器电路的设计和仿真。四 实验结果反相

6、器二输入与非门传输门DFF五.实验结果分析通过本实验，我学习了利用半导体器件设计电路的方法和软件构图的一些技巧。并学会了如何将已经绘制成功的电路图进行仿真，通过查看波形来检测电路是否达到设计要求。实践了书本中学习的知识，加深了对已有知识的理解。专心-专注-专业实验二、带异步清零的边沿触发D触发器版图设计一、实验目的 1、学习Cadence工具下电路设计的基本操作和方法。2、学习Layout Editor工具下版图设计的基本操作和方法。3、学习Dracula工具的版图验证方法。二、实验内容本实验通过反相器、与非门和D触发器的版图设计学习使用Cadence Layout Editor工具进行版图设

7、计验证的操作和方法。实验内容包括：使用Cadence Layout Editor完成反相器和与非门版图的绘制；完成D触发器版图绘制，使用Dracula工具完成版图验证。本实验采用CSMC0.5um CMOS工艺设计。三、实验步骤（1）工艺库的生成。点击CIW中的File菜单选择其中的New项中的Library项，在弹出窗口的Name项中输入所需的名字，点击ok，在弹出的对话框中输入编好的技术文件名my.tf，点击ok。（2）连接设计库到工艺库。（3）启动版图设计工具Vituoso Layout Editor。有很多种方法自动版图大师，最简单的办法是通过CIW打开或者新建一个单元的版图视图，这样

8、就会自动启动版图大师。（4）从LSW窗口中选择所需的层，在显示部分完成反相器和与非门版图绘制。SN低压管画法见下图：SPGTLVTO_M1A1TOTB低压P管SPLVTO_M1A1GTTOSN低压N管3、版图验证（1）导出版图：在CIW窗口中，File-export-stream, library browser找到要检查的Layout，Run direction: ./dracula.(dracula文件夹要放在当前工作库下)，output：文件名.gds；options: case sensitivity-preserve；user defined data: geometry，Layer

9、 Map Table，输入map文件的路径。（2）修改drc文件：在终端里运行，cd dracula；vi drc.rul 修改dracula文件夹里的drc.rul文件，indisk=文件名.gds，primary=文件名, program-dir前加分号； （3）运行drc：输入PDRACULA); :/get drc.rul; :/finish; : ./（./表示运行本路径下的该执行文件）。（4）查找错误：回到版图文件，Tools-Dracula Interactive, DRC-setup, 路径输入./dracula。出现错误后，点中错误，然后Fix current error，可看到错误的具体位置。 DRC里quit后，根据错误对版图进行修改，然后再导出gds文件，最后到终端再运行P(或PDRACULA); :/g drc.rul；:/fi；: (或/)。四、实验结果给出绘制的反相器，与非门，传输门，D触发器版图反相器二输入与非门传输门DFF五、实验总结通过这次实验，我学会了软件来绘制版图，加深了对工艺的理解，也更加深入学习了电路，管子结构，电路及版图连接，增加了对集成电路设计这门课程的兴趣，更学到了很多相关知识技能。