CMOS反相器电路版图设计与仿真

CMOS反相器电路版图设计与仿真姓名：邓翔学号：1007010033导师：马奎本组成员：邓翔石贵超王大鹏CMOS反相器电路版图设计与仿真摘要：本文是基于老师的指导下，对cadence软件的熟悉与使用，进行CMOS反相器的电路设计和电路的仿真以及版图设计与版图验证仿真。关键字：CMOS反相器；版图设计。Abstract:Thisarticleisbasedontheteacher'sguidance,familiarwithcadencesoftwareanduse,forCMOSinvertercircuitdesignandcircuitsimulationandlandscapeandthelandscapedesignofthesimulation.Keyword:CMOSinverter;Landscapedesign.一引言20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的进步和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响和利益。计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家产业技术水平的重要标志。计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。电子技术的发展使计算机辅助设计(CAD)技术成为电路设计不可或缺的有力工具。国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，是CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如电路图和版图的绘制、模拟电路仿真、工艺模拟与仿真、逻辑电路分析、优化设计、印刷电路板的布线等。CAD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量、精确度得以保证。顺应集成电路发展的要求，集成电路CAD，确切地说是整个电子设计自动化必须要有更大的发展。随着集成电路与计算机的迅速发展，以CAD为基础的EDA技术渗透到电子系统和专用集成电路设计的各个环节。一个能完成比较复杂的VLSI设计的EDA系统一般包括10-20个CAD工具，涉及从高层次数字电路的自动综合、数字系统仿真、模拟电路仿真到各种不同层次的版图设计和校验工具，完成自顶向下的VLSI设计的各个环节和全部过程。为满足日益增大的信息处理能力的需求，主要从实现图形最小尺寸的工艺精度和提高单位面积晶体管数目的集成度两个方面来努力，还要综合考虑满足电路功能以及工作频率和功耗的性能指标。CMOS技术自身的巨大发展潜力是IC高速持续发展的基础。集成电路制造水平发展到深亚微米工艺阶段，CMOS的低功耗、高速度和高集成度得到了充分的体现。二CMOS反相器在cadence中的电路设计与仿真2.1CMOS反相器的工作原理及电路图:CMOS反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成。通常P沟道管作为负载管，N沟道管作为输入管。这种配置可以大幅降低功耗，因为在两种逻辑状态中，两个晶体管中的一个总是截止的。处理速率也能得到很好的提高，因为与NMOS型和PMOS型反相器相比，CMOS反相器的电阻相对较低。首先通过vpn连接进入服务器，在服务器下面mkdir创建自己的文件夹然后在自己文件夹下使用icfb&命令打开软件。在打开的窗口中file—new—设计电路图。在打开的窗口中file—open—打开设计好的电路图2.2进行电路仿真点击右上方的Tools选择AnalogEnvironment仿真原理图。在弹出的窗口中选择setup—ModelLibrary选择模型库。选择模型库/user2/benke1/process/csmc/6S05DPTM-ST3600/05HVCDTST3600V101/s05hvcdtst3600v101.scs。赋值到ModelLibraryFile中Section（opt.）tt_5v.点击Add添加进行仿真输入和输出，时间的设置得到电路的仿真结果：由图可知，电路设计是正确的。三CMOS反相器版图的设计与DRC验证3.1版图设计在打开的窗口中file—open—版图文件。同样在instance中添加元件，设计设计版图。元件放置好以后根据原理图设置长宽比。位置摆放好以后选中元器件，点击Edit—Hierarchy—Flatten最后得到的版图如下图：3.2DRC版图验证在2013—dengxiang—inv目录下新建两个文件夹mkdirgdsdrc。一个用于放置版图的gds文件，另一个用于放置drc的规则文件和生成的drc文件。将下面目录下的文件拷到新建的drc目录下：/user2/benke1/process/csmc/6S05DPTM-ST3600/0.5um5VVGS40VVDSST3600BCDDraculaCommandFile-FAB1V890:/user2/benke1/process/csmc/6S05DPTMST3600/0.5um5VVGS40VVDSST3600BCDDraculaCommandFile-FAB1cpdrac_drc_metal1.rul/user2/benke6/2013/dengxiang/inv/drc。用vi打开修改如下：把INDISK设置为自己的目录/user2/benke6/2013/dengxiang/inv/gds/inv.gds接着将在icfb打开的cadence窗口中配置stream。在打开的窗口中选择LibraryBrowser选择inv—inv—layout在RunDirectory中填入新建的gds文件夹路径：/user2/benke6/2013/dengxiang/inv/gds接着在drc目录下执行：PDRACULA回车后执行:/g./drac_drc_metal1.rul接着执行/f生成jxrun.com文件如图：执行jxrun.com：./jxrun.com开始drc校验。出现上图证明DRC验证结束。Drc校验完以后打印drc的路/user2/benke6/2013/dengxiang/inv/drc。在版图设计窗口中点击tools—DraculaInteractive然后在菜单栏点击DRC—Setup将打印的路径复制到DraculaDataPath中点击OK。四结论时代在发展，CAD越来越重要，本文只是对集成电路CAD的基本了解和使用，还有很多要学的东西，唯有不断努力才能改变世界！