大规模集成电路课设

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1、《大规模集成电路设计》课程设计报告题目镜像加法器学院（部）专业班级学生姓名学号6月7日至6月20日共2周指导教师（签字）前言集成电路设计经历了从晶体管的集成到逻辑门的集成，进而发展到IP核的集成，当今已处于系统芯片（SOC）的阶段。随着CMOS工艺的不断进步，CMOS电路的低成本、低功耗以及速度的不断提高越来越显示出强大的优势，CMOS技术已被证明是SOC硬件实现的最好选择。加法是算术运算中最常用的运算，在微处理器或者数字信号处理器中加法器是一个重要的电路，通常它也是限制整个电路速度的瓶颈，用CMOS工艺来设计加法器很好的解决了以上难题。实现加法器的CMOS逻辑电路有很多种，各有各的优缺点，

2、有全静态CMOS加法器、镜像CMOS加法器、基于传输门的加法器和曼彻斯特进位链加法器等。这次我们讨论镜像加法器，其主要特点是PMOS管和NOMS管是完全对称的，易于画成版图，工作速度要快于互补COMS加法器。限于我的水平，难免会有缺点和错误，请老师批评指正。目录第1章电路设计11.1加法器11.1.1一位全加器定义11.2镜像加法器21.2.1原理图21.3电路图31.4MOS管尺寸汇总表3第2章版图设计42.1反相器42.2其他部件版图52.3总版图设计7第3章结束语9第4章心得体会9参考文献10镜像加法器摘要：本设计从普通的加法器的基本思想过度到镜像加法器，镜像加法器拥有普通加法器的功能

3、，而且速度比普通加法器要快很多。其主要思想是PMOS和NMOS不是以往的互补，而是对称，让人眼前一亮。电路先用S-Edit设计电路，然后使用L-Edit画出版图。关键字：加法器镜像对称版图Abstract:Thedesignofthebasicideafromthegeneraladderoverthemirroradder,themirroradderhasasamecommonfunctionwithgeneraladder,butthespeedisfasterthantheaveragenumberofadders.ThemainideaisnotinthepastPMOSandNM

4、OScomplementary,butthesymmetry,somebrightspots.CircuitfirstcircuitdesignusingS-Edit,andthendrawthemapusingtheL-Edit.Keywords:addermirrorsymmetrylayout设计要求：1.用S-Edit设计电路原理图；2.用L-Edit完成电路的版图设计；3.设计规则使用L-Edit默认规则，要求电路布局合理、面积尽量做小。镜像加法器第1章电路设计1.1加法器加法是算术运算中最常用的运算，在微处理器或者数字信号处理器中加法器是一个重要的电路，通常它也是限制整个电路速度

5、的瓶颈。所以，对加法器设计进行优化十分重要，这用优化可以从逻辑设计进行，也可以从电路的拓扑机构进行，目标是能够得到速度更快、面积更小的加法电路。1.1.1一位全加器的定义表1.1一位全加器真值表ABCiSCo进位状态00000D00110D01010P01101p10010p10101p11001G/P11111G/P表1.1为一位二进制全加器的真值表。A和B是加法器的输入，Ci是进位输入，S是和输出，Co是进位输出。S和Co的布尔表达式为10镜像加法器P，G，D所代表的含义为信号G表示产生（generate），G=1时不论Ci是多少，在Co总会产生一个进位位，信号D表示消除（delete）

6、，D=1时不论Ci是多少，在Co总会清除一个进位位，而P（propagate）为传递信号，表示仅为输入会传送到进位输出Co。1.2镜像加法器镜像加法器是一个经过改进的加法器，电路中门的PDN和PND网络不再是对偶的，而是巧妙地实现了进位传播/产生/取消功能，当D或者G为高时，分别被置为Vdd或GND。当满足进位传播条件时（即P为1），输出进位（以反相的形式）传播到。这一结构使面积和延时都有相当程度的减少。1.2.1原理图图1.1为镜像加法器电路图。这个电路中上拉网络和下拉网络并不是对偶的，而是应用pmos管和nmos管的完全对称关系巧妙地形成传递，产生，清除的功能。当A，B，C同时为零时，为

7、1，和为0。当A，B，C同时为1时，为0，和为1。当A，B，C中有1也有0时，的输出由取反决定。10镜像加法器图1.1镜像加法器电路图1.3电路图根据原理图，实际电路图较之有点改变，考虑到输出要反向，并且是镜像，要尽量对称，利用L-Edit画出的电路图为图1.2，其步骤在这就不做陈述。图1.2电路图1.4MOS管尺寸汇总表此次课程设计所用到的MOS管尺寸汇总表如表1-2所示：10镜像加法器表1-2MOS管尺寸