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1、苏州市职业大学课程设计说明书名称基于0.35μm工艺的带复位D触发器版图设计2012年9月3日至2012年9月7日共1周院 系电子信息工程系班级10微电子技术1班姓名 系 主 任张红兵教研室主任陈伟元指导教师李亮第1章绪论21.1版图设计基础知识21.1.1版图设计流程21.1.2版图设计步骤31.1.3设计规则及验证31.2标准单元设计41.2.1标准单元设计简介41.2.2标准单元设计的意义4第2章D触发器介绍52.1D触发器简介52.2维持阻塞边沿D触发器52.2.1电路结构62.2.2工作原理62.2.3状态转换图和波形图6
2、2.3真单相时钟（TSPC）动态D触发器72.3.1电路结构72.3.2工作原理72.3.3仿真波形图7第3章基于0.35μm工艺的带复位D触发器版图设计83.1动态D触发器电路图的设计步骤及电路图83.2D触发器版图的设计步骤及电路图93.3验证方法及结果11第4章心得体会12参考文献12第1章绪论1.1版图设计基础知识版图(Layout)是集成电路设计者将设计并模拟优化后的电路转化成的一系列几何图形，包含了集成电路尺寸大小、各层拓扑定义等有关器件的所有物理信息。集成电路制造厂家根据版图来制造掩膜。版图的设计有特定的规则，这些规则
3、是集成电路制造厂家根据自己的工艺特点而制定的。不同的工艺，有不同的设计规则。设计者只有得到了厂家提供的规则以后，才能开始设计。版图在设计的过程中要进行定期的检查，避免错误的积累而导致难以修改。很多集成电路的设计软件都有设计版图的功能，Cadence的Virtuoso的版图设计软件帮助设计者在图形方式下绘制版图。1.1.1版图设计流程版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述的过程，而这一物理描述遵守由制造工艺、设计流程以及仿真显示为可行的性能要求所带来的一系列约束。设计流程如图1.1所示图1.11.1.2版图设计步骤1．首先，市
4、场部通常会详细说明需要开发的产品。2．下一步是规定设计的结构或者行为。电路设计工程师规定芯片的结构来满足市场和/或IDEA功能需求。3．系统仿真由一组工程师完成。这组工程师会对将要集成在最终芯片中的各个单独模块进行定义和验证。4．电路设计组完成所有的数字和模拟仿真，来验证电路的方案和门的连通性，以及门的尺寸（为了满足时序规范）。这些组需要和版图设计组进行交互，版图设计组会使电路适合芯片的版图布局。5．版图设计由版图设计工程师完成。他们的工作包括放置多边形，对于所有的模块，利用电路组生成的电路图来实现晶体管、基底连线、连线（使用1至6
5、层金属）等。拿去大规模生产的最终设计是整个芯片的版图。6．在第一块晶圆制造出来后，测试工程师组就要开始尝试测试芯片，首先，他们将检查工艺参数是否在可以接受的允许误差范围内。下一步是使用工程测试仪来测试芯片，以便于找出所有的违规，并尝试在现场解决这些问题。7．在改正所有的错误（工艺上的和/或逻辑上的）后,芯片就要开始批量生产并流入市场。1.1.3设计规则及验证版图设计得好坏，其功能正确与否，必须通过验证工具才能确定。版图的验证通常包括三大部分：设计规则检查(DRC)、电学规则检查(ERC)和版图与电路图对照(LVS)。只有通过版图验证
6、的芯片设计才进行制版和工艺流片。在创建了规则文件之后,就可以使用PDRACULA预处理工具对其进行编译。首先,检查规则文件中的语法错误,通过后方可对规则文件进行编译,并将结果存为可执行文件进行jxrun.com或jxsub.com,这个可执行文件包含了提交Dracula任务的命令。根据错误报告的提示,修改版图的步骤为:(1)将错误文件导入Virtuoso界面。(2)找到错误层,根据错误提示进行修改。(3)更新gdsII,编译规则文件,进行DRC验证,重复上述(1),(2)操作,直至版图完全通过DRC验证。1.2标准单元设计1.2.1
7、标准单元设计简介标准单元,也叫宏单元。它先将电路设计中可能会遇到的所有基本逻辑单元的版图,按照最佳设计的一定的外形尺寸要求,精心绘制好并存入单元库中。实际设计ASIC电路时,只需从单元库中调出所要的元件版图,再按照一定的拼接规则拼接,留出规则而宽度可调的布线通道,即可顺利地完成整个版图的设计工作了。基本逻辑单元的逻辑功能不同,其版图面积也不可能是一样大小的。但这些单元版图的设计必须满足一个约束条件,这就是在某一个方向上它们的尺寸必须是完全一致的,比如说它们可以宽窄不一,但它们的高度却必须是完全相等的,这就是所谓的“等高不等宽”原则。
8、这一原则是标准单元设计法得以实施的根本保证。版图布置标准单元法中一个很重要的工作是建库,繁复的建库工作需要大量人力和时间的投入。每一种逻辑功能固然需要有相应的库单元与之对应,但同一种逻辑也会因为对负载驱动能力的不同而有着不同的型号和不
