CMOS反向器版图设计实验报告

上海电力学院VLSI原理和设计报告题目：CMOS反向器的版图设计院系：电子与信息工程学院专业：电子科学与技术年级：姓名：学号：指导老师：刘伟景一、实验目的1、熟悉virtuosoediting、LSW设计窗口及操作2、熟练掌握设计快捷键的操作3、培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的设计技巧和方法的能力4、认识版图数据文件二、实验设备硬件环境：英特尔I5PC机、SUNBLADE工作站软件环境：solaris操作系统、Cadence集成电路设计软件三、实验内容实验一UNIX上机实验（１）实验内容及步骤：1．在主目录/home/student/stu231或/home/student/stu231创建自己的子目录(姓名全拼)。注意：以后的新建文件和目录全部都在子目录中进行。2．对根目录进行详细列表并将结果存入自己的子目录下新文件lsl.log中，并用cat命令显示该文件内容，再用file命令查看该文件类型。3.用cat命令将自己建立的lsl.log文件扩展3次形成一个新文件ls2.log，并用more命令显示该文件内容，统计该文件的行数，并将此信息追加到文件末尾。4.对自己的子目录打包后压缩，查看形成的新文件信息后，在进行解压和解包。5.为自己创建一个新的目录new，将自己原目录下的文件拷贝到新目录new中。6.删除新目录及其下的所有文件。7.用定向的方法把who命令形成的结果保存到文件who.log中，并查看该文件内容。8.用chmod命令修改文件who.log的可执行权限使其成为可执行文件，并运行该文件查看结果。9.进入VI编辑器再次修改文件who.log的内容，其内容为对目录的详细列表，并使改变who.log的可执行权限，使得其权限形式为“rwxr-xr--”。并执行之。实验二：UNIX上机实习（续）10．进入VI编辑器修改lsl.log文件内容，利用全局替换命令将“root”修改为“stu”。11．利用一条命令来显示根目录列表文件的第8、9、10三行内容。12．用history命令查询以前执行过的命令，并用历史替换的方法重复执行最近的一条ls命令。13．用read命令同时给3个变量赋值。14．用env命令查询系统中的环境变量。15．用alias命令为自己建立一个新命令，命令的功能为对自己的子目录进行详细列表。16．编辑一个shell脚本，可以提示用户以下信息：a.theworkingdirectoryb.homedirectoryc.systemtimed.theusersofthesysteme.wecanusethefollowingaliasesthenumberoftheenvvariables17．绘制原理图实验三：CMOS反向器版图设计1、建立版图文件使用librarymanager。首先，建立一个新的库myLib，关于建立库的步骤，在前文介绍cdsSpice时已经说得很清楚了，就不再赘述。与前面有些不同的地方是：由于我们要建立的是一个版图文件，因此我们在technologyfile选项中必须选择compileanewtechfile,或是attachtoanexsitingtechfile。这里由于我们要新建一个techfile，因此选择前者。这时会弹出loadtechfile的对话框，如图2-1-1所示。在ASCIITechnologyFile中填入csmc1o0.tf即可。接着就可以建立名为inv的cell了。为了完备起见，读者可以先建立inv的schematicview和symbolview（具体步骤前面已经介绍，其中pmos长6u，宽为0.6u。nmos长为3u，宽为0.6u。model仍然选择hj3p和hj3n）。然后建立其layoutview，其步骤为：在tool中选择virtuoso－layout，然后点击ok。2、绘制inverter掩膜版图的一些准备工作首先，在librarymanager中打开inv这个cell的layoutview。即打开了virtuosoediting窗口版图视窗打开后，掩模版图窗口显现。视窗由三部分组成：Iconmenu,menubanner,statusbanner.3、绘制版图一．画pmos的版图（新建一个名为pmos的cell）1．画出有源区在LSW中，点击active（dg），注意这时LSW顶部显示active字样，说明active层为当前所选层次。然后点击iconmenu中的rectangleicon，在vituosoediting窗口中画一个宽为3.6u，长为6u的矩形。这里我们为了定标，必须得用到标尺。点击misc/ruler即可得到。清除标尺点击misc/clearruler。如果你在绘制时出错，点击需要去除的部分，然后点击deleteicon。2．画栅在LSW中，点击poly（dg），画矩形。与有源区的位置关系如下图：0.6u0.6u(gatelength)6u(gatewidth)1.5u3.6u3．画整个pmos为了表明我们画的是pmos管，我们必须在刚才图形的基础上添加一个pselect层，这一层将覆盖整个有源区0.6u。接着，我们还要在整个管子外围画上nwell，它覆盖有源区1.8u。如下图所示：pselect00.6u0.6u1.8unwell4．衬底连接pmos的衬底（nwell）必须连接到vdd。首先，画一个1.2u乘1.2u的active矩形；然后在这个矩形的边上包围一层nselect层（覆盖active0。6u）。最后将nwell的矩形拉长，完成后如下图所示：nselectactivepselect这样一个pmos的版图就大致完成了。接着我们要给这个管子布线。二．布线pmos管必须连接到输入信号源和电源上，因此我们必须在原图基础上布金属线。1．首先我们要完成有源区（源区和漏区）的连接。在源区和漏区上用contact（dg）层分别画三个矩形，尺寸为0.6乘0.6。注意：contact间距为1.5u。2．用metal1（dg）层画两个矩形，他们分别覆盖源区和漏区上的contact，覆盖长度为0.3u。3．为完成衬底连接，我们必须在衬底的有源区中间添加一个contact。这个contact每边都被active覆盖0.3u。4．画用于电源的金属连线，宽度为3u。将其放置在pmos版图的最上方。图2-3-1pmos版图通过以上步骤我们完成了pmos的版图绘制。接下来我们将绘制出nmos的版图。三．画nmos的版图绘制nmos管的步骤同pmos管基本相同（新建一个名为nmos的cell）。无非是某些参数变化一下。下面给出nmos管的图形及一些参数，具体绘制步骤就不再赘述。3.6u0.6u0.6u3u3u四．完成整个非门的绘制及绘制输入、输出1．新建一个cell（inv）。将上面完成的两个版图拷贝到其中，并以多晶硅为基准将两图对齐。然后，我们可以将任意一个版图的多晶硅延长和另外一个的多晶硅相交。2．输入：为了与外部电路连接，我们需要用到metal2。但poly和metal2不能直接相连，因此我们必须得借助metal1完成连接。具体步骤是：a．在两mos管之间画一个0.6乘0.6的contactb．在这个contact上覆盖poly，过覆盖0.3uc．在这个contact的左边画一个0.6乘0.6的via，然后在其上覆盖metal2（dg），过覆盖0.3ud．用metal1连接via和contact，过覆盖为0.3u从下图中可以看得更清楚：viacontactmetal2metal1poly3．输出：先将两版图右边的metal1连起来（任意延长一个的metal1，与另一个相交）。然后在其上放置一个via，接着在via上放置metal2。五．作标签1．在LSW中选择层次text（d3），点击create/label，在弹出窗口中的labelname中填入vdd！并将它放置在版图中相应的位置上。2．按同样的方法创制gnd！、A和Out的标签。完成后整个的版图如下：图2-3-4非门的版图至此，我们已经完成了整个非门的版图的绘制。下一步将进行DRC检查，以检查版图在绘制时是否有同设计规则不符的地方。四、实验心得通过本次试验，我基本熟悉virtuosoediting、LSW设计窗口及操作熟练掌握设计快捷键的操作培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的技巧和方法的能力，认识版图数据文件，复习了课堂的知识。