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—1—序言L-Edit是TannerTools的全定制版图编辑工具，它的最大特点是速度快，功能强，使用方便和分层设计。它的屏幕刷新、放大和缩小功能及文件存取速度比其他版图编辑器件快很多；L-edit对掩膜版层数、分层数和单元数的处理没有限制，基本图形有矩形、多边形、园、线和标注等，并可处理900，450和任意角；输入输出有TDB、CIF和GDSⅡ三种格式；可在绘图机和普通打印机上实现输出硬拷贝；在设计版图时一旦发现有错，可以通过“undo”命令回到以前任意一个编辑状态。版图（逻辑、电路）设计，采用正向设计，通过对逻辑的仿真，优化达到功能要求或自动布局布线，完成最终的版图设计工作，429总线普遍应用于航空领域，以429总线协议为基础开发专用集成电路，具有广泛的应用前景。IC47101型坐标变换预处理器电路是429总线协议和专用集成电路相结合的较好范例。—2—L-Edit版图编辑软件的使用和429总线的布局布线一、L-Edit版图编辑软件的使用1．几个术语在使用L-Edit时应先搞清楚几个术语:文件、单元、掩膜层和层次。一个文件（后缀为.TDB）就是一个设计或版图库，它可以驻留在磁盘中，也可以在编辑时装入内存。用户可以在内存中装入任意多个文件，一个文件可以由任意多个单元组成，不仅同一个文件中的单元可以互相拷贝，而且不同文件中的单元也可以互相拷贝。在一个典型设计中，这些单元可以有一定的层次关系，也可以相互独立（如库文件）。单元又可以由任意数量的掩膜层组成。2．基本操作（1）鼠标使用：在L-Edit中鼠标的地位很重要，它不仅是编辑图形的必要条件，而且对L-Edit的基本控制也是通过它完成的。依据鼠标的指（pointing）、点、按（clicking）、拖动（dragging）和双点（double-clicking）等操作就可以建立、移动和选择目标，以及从L-Edit的下拉菜单中选择命令。L-Edit希望使用三键鼠标，如使用了两键鼠标，则中键的功能由按下ALT建的同时按下左键来实现。正常情况下的鼠标是一个十字光标，进入菜单区和工作方式区时变为一个箭头，而工作于一个耗时的操作时则变为一个“砂漏”形状。在屏幕的左下方随时提示鼠标各键的功能，如一个键的功能说明为两个（如MOVE和EDIT），且用一水平线在中间上下分开，这说明执行上一个功能（MOVE）时只需点击下该键（clicking），而执行下一个功能（EDIT）时需双点击该键（double-clicking）。在鼠标移动时，位于屏幕右上方的一个圆括号内随时显示其坐标位置。（2）建立一个目标：L-Edit允许用户建立的目标有框、多变形、线和端口等。以在屏幕上画一个矩形为例，首先是用鼠标在工作方式选择区中选择BOX方式和选用的材料层，接着将鼠标移到工作区并指向要开始画框的位置，按下鼠标左键不放开并将其移到所希望画框的方向和位置，放开左键后就得到了所—3—需的框。有时会对一特定的目标感兴趣，这时就要选择它，这只需将鼠标移到该目标上按一下右键就行。拖动可以改变一个目标的形状和尺寸，要执行这一动作，可把鼠标正好移到目标的一条边或一角，按中键不放并拖着鼠标走，当形状和尺寸达到要求时就松开中键。（3）屏幕显示：空格键用于屏幕刷新，而其它键或鼠标任一键则可中断屏幕刷新；--、--、|、|、用于显示窗口的左、右、上、下移动；“+”用于屏幕中内容放大而“-”用于缩小，Home键用于将单元中所有内容显示屏幕。在重复操作平移和缩放时，不必等到重画完毕后才进行下一个平移和缩放操作。（4）增加网格点：在图形编辑时往往希望屏幕上有网格点，这可以通过键入Ctrl+G实现，也可以用鼠标选View菜单中的ShowGrid项。（5）删除与拷贝：要删除目标，首先选择目标，然后从EDIT中调用Cut或Clear，对应的单键命令分别为（Ctrl+X）和（Ctrl+B）。Clear直接删除目标，而Cut将目标删除后放入Paste缓冲区，要拷贝一个目标时也是先选择目标,然后从EDIT中调用Copy,对应的单键命令为(Ctrl+C)，Copy也是目标拷入Paste中,在EDIT中选择Paste则可将Paste缓冲区中的目标拷贝到当前单元,并将它们的位置放在屏幕中间,Paste缓冲区对两个单元之间的目标拷贝非常有用。退出L-Edit：可在FILE中选择QUIT项或键入(Ctrl+Q)，如这时没有存盘则会提示是否要存盘。在FILE菜单中选pushtoDos项进入DOS窗口，这时要求DOS必须有一定的内存空间，键入EXIT后从DOS返回L-Edit状态。在L-Edit的各下拉式菜单中有的命令项后有“…”，说明该命令有对话窗口即二级菜单，在对话窗口中往往要输入一些参数。3．基本命令简介①文件操作命令（FILE）(1)New打开一个新的文件，随后的Save命令将把L-Edit的当前设计文件所对应缓冲区的内容存入这一文件。该命令的单键命令为（Ctrl+N）。(2)Open关闭并保持现在缓冲区的内容，打开一个已存在的磁盘文件，此文件格式必须为TDB、CIF或GDSⅡ。在打开CIF或GDSⅡ文件前保证L-Edit的环境设置与CIF或GDSⅡ的文件内容相对应。此命令的单键命令为（Ctrl+O）。—4—(3)Save将当前的设计写入一个磁盘文件，（格式为TDB）。单键命令为（Ctrl+S）。(4)Saveas将当前的设计写入一个新的磁盘文件,其文件格式可以是TDB、CIF、GDSⅡ。在存盘前Saveas提示输入新的磁盘文件名。在生成CIF或GDSⅡ数据前应调用Cell菜单中的Fabricate来制订要输出和制造的单元。(5)Close关闭当前打开着的L-Edit设计,如此设计没有存盘,则会发出没有存盘警告。单键命令为(Ctrl+W)。(6)PushtoDOS暂时退出L-Edit去执行DOS命令,返回L-Edit时用EXIT。(7)Quit退出L-Edit而返回DOS,如这时还没有存盘则给出警告。单键命令为(Ctrl+Q)或F10。②编辑命令(Edit)(1)Undo取消以前的编辑命令.只有直接影响目标的Draw、Copy、Edit、Move、Flip和Rotate等命令才能被“Undo”,像存盘那样的命令就不可“Undo”。单键命令为(Ctrl+Z)。(2)Cut将当前选中的目标剪下来放在缓冲区Paste中。单键命令为（Ctrl+X）。(3)Copy将当前选中的目标拷入缓冲区Paste中。复制的目标不能被删除，可用Paste命令将拷入Paste缓冲区的目标恢复在屏幕上。单键命令为（Ctrl+C）。(4)Paste将缓冲区Paste中的内容恢复到屏幕中央，必须将其移到规定的位置。单键命令为（Ctrl+V）。(5)Clear删除当前所选中的目标，与Cut的区别是目标并不拷入Paste中。单键命令为（Ctrl+B）。(6)Duplicate为当前所选中的目标产生一个副本。它与Copy的区别在于并不影响Paste中的内容，这种方法为快速生成大量而规则的结构提供了很大的方便。单键命令为（Ctrl+D）。(7)SelectAll在有效的空间中选择所有的目标，这对可见目标的整体操作很有用（如整体移动和删除等）。单键命令为（Ctrl+A）。(8)DeselectAll放弃对所有目标的选择。单键命令为（Ctrl+D）。—5—(9)EditObject对一选中的目标进行文件编辑。运行该命令后出现一个可以修改的会话框，它包含目标的位置、层、数据类型等，该命令对观察和修改目标的详细位置和尺寸非常有用。单键命令为（Ctrl+E）。③单元操作命令（Cell）(1)New打开一个名字必须唯一的新单元用于编辑。单键命令为N。(2)Open打开一个已经存在的单元进行编辑。激活Open后首先出现一个可供选择的单元清单，可用PgUp、PgDn、|、|键找出所希望的单元。单键命令为O。(3)Revertcell放弃自打开以来对它所做的任何修改和编辑。而以前的编辑仍有效。(4)CloseAs关闭当前单元。在关闭前询问要不要改名。(5)Delete删除当前所选中的单元。如该单元与其它单元有连接关系，则它们之间的连接一并被删除；如其它单元调用了该单元，则该单元是不能被删除的。单键命令为B。(6)Rename更改当前所打开的单元的名字。单键命令为T。(7)Instance将一个已存在的单元调入当前单元中。其单元名的选择同本菜单中Open命令相似。单键命令为I。(8)Append将一个已存在单元中的内容添加到当前单元中。与Instance的区别在于它调入当前中东西不是一个单元而是其中的目标，因而与当前单元之间无层次关系。单键命令为A。(9)Copy将一个选定的单元复制一份到一个新单元中去，为了防止单元名的冲突会提示用户输入新的单元名称。单键命令为C。(10)Fabricate用来指定需要输出数据去进行IC制造的单元，在执行File菜单中SaveAs的CIF和GDSⅡ选项时必须先运行该命令。(11)Flatten取消当前单元中的所有单元层次关系，使其所有目标层都在一个层次关系上。在进行此操作前建议先将当前单元复制一个。④环境设置命令（Setup）（1）Palate用于修改组成调色板的16种颜色。方法是在Palate对话框中先选中要修改的颜色，接着在其对应的红，绿，蓝三个分量处采用给圆涂黑—6—的方法完成颜色值的修改。（2）Wires用来设置L-Edit中线(Wire)的格式，主要是指线宽，端头形状（方形，圆形和伸展形）及转角方式等。（3）Technology用来定义和修改技术参数中的比例因子。具体单位有微米，厘米，英寸，和用户定义的单位等（4）Grid用来设置网格参数和鼠标在网格中的移动方式。（5）CIF按CIF语法要求修改技术层名，这里的层名与输出CIF文件中的层名一致并与版图设计中的实际层名对应。当前的CIF层名必须与要读入的CIF设计文件层名一致，否则无法正确读入。（6）GDSⅡ为GDSⅡ格式输入/输出时定义层名。二、布局布线1．MOS管的宽长比问题当PMOS管的宽度越大，CMOS输出的稳态电平越向上提升，形成的电压向上平移，如图1所示，相对的如果我们将NMOS管的宽度加大，输出的稳态电平将向下降。考虑到输出电平的对称性和充放电时间的对称性，反向器通常设计成PMOS管宽长比是NMOS管的1.5倍到2.5倍。图1输出电平两输入与非门的符号、电路图和版图如图2所示。同反向器一样，在CMOS工艺中，与非门和或非门的设计同样涉及到MOS管宽长比的问题。从电路图分析，与非门的驱动管中，串联了两个NMOS晶体管，产生两极电压平移，而负载PMOS端只产生一级电压平移。设计时将PMOS管和NMOS管的宽长比设计成大致相等，从而保证输出电压的对称性。—7—图2两输入与非门的符号、电路图和版图图3是三输入或非门的符号、逻辑图及版图设计。在或非门的版图设计中，处于PMOS管有三级串联，因此PMOS管的宽长比约为NMOS管的4倍左，以保证输出逻辑电压的对称性。图3三输入或非门的符号、逻辑图及版图2．时钟驱动器模块设计在系统芯片设计中，时钟始终是整个系统中负载最大的信号驱动源，而负载大小会影响电路的充放电时间和工作速度。由于负载大是时钟驱动器的最大特征，因此从导线负载开始讨论。从时间常数定义公式τ=R×C可以看到，不管是容性负载还是阻性负载的增加都会使电路的延迟时间变长，电路的工作速度会因此而下降。例如，一条很长的信号线就是具有大电阻和大电容的负载；一个扇出数目很多的逻辑门，它的输出端所接到的每一个MOS晶体管就是它的一个容性负载。扇出数目越多—8—容性负载就越大,路工作速度也就下降的越多。必须对时钟线采取一定的措施，以降低时钟驱动器负载。对于一条长导线而言，时间常数τ=R×C中的电阻电容主要是分布电阻和分布电容。图4长导线分布参数的π模型。由导线AB之间的电阻和电容引起的信号延迟近似于：图4长导线分布参数的π模型其中l是信号线的长度，r是单位长度电阻值，c是单位长度的电容值。根据这个式子可以发现延迟时间的长短