二选一数据选择器

集成电路CAD课程设计1二选一数据选择器目录一：数据选择器的基本原理...............................................................3二电路逻辑功能................................................................................22.1电路逻辑图....................................................................................................22.2真值表与表达式.............................................................................................32.3电路设计及仿真.............................................................................................3三版图设计........................................................................................53.1总体版图设计及DRC验证.............................................................................53.1.1数据选择器版图设计步骤....................................................................53.1.2版图验证................................................................................................83.2版图仿真.........................................................................................................9四数据选择器版图LVS对比............................................................10五结论及体会..................................................................................12集成电路CAD课程设计2一：数据选择器的基本原理数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到唯一的公共数据通道上去，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀多掷开关，其示意图如下：图1n位通道选择信号数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外，还可以做分时多路传输电路、函数发生器及数码比较器等。常见的数据选择器有4选1、8选1、16选1电路。在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意一路选出来的电路，叫做数据选择器数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号下图所示为二选一数据选择器原理图，a,b为输入端，sel为控制端，out为输出端图1-1数据选择器原理图二电路逻辑功能2.1电路逻辑图YSASB(S是数据选择控制端，S为0时选择A，为1时选S择B）要实现2选1选择器，逻辑电路图如下所示集成电路CAD课程设计3图2-1数据选择器逻辑电路图2.2真值表与表达式二选一数据选择器逻辑表达式为：YSASB根据逻辑表达式所列真值表如下图所示图2-2数据选择器真值表图2.3电路设计及仿真根据原理电路图并使用S-Edit软件设计出数据选择器的电路图及对应符号图如下：SABY01111010100001111100011000集成电路CAD课程设计4图2-3数据选择器符号图根据符号图并使用S-Edit软件设计出的数据选择器电路图如下所示图2-4数据选择器电路图导出的SPICE文件，如下图所示图2-5spice文件加载包含文件，如下图所示集成电路CAD课程设计5图2-6加载后的SPICE文件在其基础上进行仿真：下图从上到下依次为Y.SBA,结合逻辑表达式及真值表可知，电路为正确的图2-7模拟波形仿真图三版图设计3.1总体版图设计及DRC验证3.1.1数据选择器版图设计步骤（1）新建文件夹：在电脑本地磁盘新建文件夹，文件夹名为shuju。集成电路CAD课程设计6（2）打开L-Edit软件：在桌面上双击L-Editv13.0快捷键，打开L-Editv13.0软件。（3）另存新文件：选择File——SaveAs命令，打开“另存为”对话框，在“保存在”下拉列表框中选择存储目录（存储在刚才新建的文件夹SHUJU中），在“文件名”文本框中输入新文件名称。（4）取代设定：选择File——ReplaceSetup命令，单击出现的对话框的Fromfile下拉列表右侧的Browser按钮，选择d:\MyDocuments\TannerEDA\TannerToolsv13.0\L-EditandLVS\SPR\Lights\Layout\lights.TDB文件，再单击OK按钮。接着出现一个警告对话框，按确定按钮，就可将lights.TDB文件的设定选择性应用在目前编辑的文件，包括格点设定、图层设定等。（5）复制组件：选择Cell——Copy命令，打开SelectCelltoCopy对话框，单击其中的Browser按钮，在出现的对话框中选择inv.TDB，再在SelectCelltoCopy对话框中选择BASECONTACH组件，如图所示，单击OK按钮，则可将BASECONTACH组件复制至SHUJUBIJIAOQI.TDB文件中。之后再以同样的方式将BASECONTACH、input、NMOS、PMOS、out组件复制到SHUJU.TDB文件中。图12（6）引用组件：引用上述复制的组件BASECONTACH、BASECONTACP、input、NMOS、PMOS、out，选择Cell——Instance命令，打开SelectCelltoInstance对话框，可以看到，在组件列表中有这6个组件，选择BASECONTACN组件再单击OK按钮，可以看到编辑画面出现一个BASECONTACN组件。（7）编辑以上引用组件成4选1数据选择器版图，对其进行设计规则检查（DRC检查）直至无错误为止。（8）提取设置：提取设置主要是对将要提取出的SPICE文件进行一些设置，选择Tools——ExtractSetup命令，在弹出的SetupExtract对话框的General中勾选ExtractStandardRuleSet，然后单击像铅笔图样的图标。集成电路CAD课程设计7点击铅笔图标后会弹出另外一个对话框，如下图所示。图14在SetupExtractStandardRuleSet对话框的General选项Extractdefinitionfile下选择文件lights.ext（d:\MyDocuments\TannerEDA\TannerToolsv13.0\L-EditandLVS\SPR\Lights\Layout\lights.ext），其他不变。集成电路CAD课程设计8在Output选项中把SPICEincludestatement下面的文字清除即可。（9）提取SPICE文件：选择Tools——Extract命令，即提取出了所画异或门版图的SPICE文件。（10）设置SPICE文件并保存：打开spice文件，对SHUJU文件进行设置，包括加载包含文件、设定电源电压、设定输入信号、分析设定、输出设定。设定好后需保存SPICE文件。（11）进行仿真并出波形，观看波形图，对照真值表，检查结果正确与否根据电路图并使用L-Edit设计出数据选择器的版图如下所示图3-1总体版图设计3.1.2版图验证设计好后进行版图DRC（设计规则）检查，没有错误，如下图所示集成电路CAD课程设计9图3-2DRC检查图检查无误后设置生成SPICE仿真文件：图3-3spice文件加载包含文件，如下图图3-4加载文件图3.2版图仿真检查无误后设置生成SPICE仿真文件图3-5模拟波形图集成电路CAD课程设计10通过比较二者最终的输出模拟波形可知：波形在形状上基本一致，只是在时间上有延迟的现象，但是时延较小。四数据选择器版图LVS对比（1）打开LVSv13.0（1）打开LVSv13.0程序。打开文件。用LVS软件打开电路图和版图生成的网表文件。在LVS环境下，选择File——Open，打开“打开”对话框，在“文件类型”下拉列表中选择SpiceFiles。11程序。打开文件。用LVS软件打开电路图和版图生成的网表文件。在LVS环境下，选择File——Open，打开“打开”对话框，在“文件类型”下拉列表中选择SpiceFiles。（2）（*.sp*,*.cir）选项，打开SHUJU.sp和cell0.SPC,如图所示图4-1打开LVS新文件。在LVS环境下选择File——New命令，出现“NewFile”对话框，在其中的列表。（3）框中选择LVSSetup选项，再单击“确定”按钮，如图所示。图4-2（4）在Setup1对话框中有很多项目需要设定，包括要对比的文件名称、对比结果的报告文件、要对比的项目等。在Input选项组的Layout文本框中输入自L-Edit转化出的cell0.SPC文件，在Schematic文本框中输入自S-Edit输出的SHUJU.sp文件，在OUPUT选项组中的Outputfiles文本框中输入对比结果的报告文件文件名，选中Nodeandelementlist复选框，并在其后的文本框中输入集成电路CAD课程设计11节点与组件对比结果的报告文件文件名，之后选中Overwriteexistingoutputfiles。（5）元件参数设定。图4-3（6）选择设定。（7）执行设定。如下图所示图4-4（8）存储文件。设定完成后，存储LVS的设定，选择File—Save命令，存储为Setup1.VDB。（9）执行对比。设定完成后，开始进行NAND2.SPC文件与NAND2.sp文件的对比，选择Verification----Run命令可进行对比LVS验证通过对电路图生成的sp文件及版图生成的spc文件LVS验证得出下图结果集成电路CAD课程设计12图4-5本设计课题到此结束，验证结果均正确。五结论及体会随着现代计算机技术的发展，各方面的设计日渐趋于自动化的计算机设计。TannerToolsV13作为一个功能强大的可编程逻辑软件开发平台，它在电子线路设计自动化的作用不言而喻。本次课题设计，让我对多路选择器的工作原理有了更深入的了解。这次课题设计使用的是TannerToolsV13编程软件，经过本次课题设计后，自己能够更加熟悉的使用TannerToolsV13软件平台的各项功能的操作流程，并能使用该软件。利用EDA软件进行编译优化仿真极大地减少了电路设计时间和可能发生的错误，降低了开发成本，这种设计方法必将在未来的数字系统设计中发挥越来越重要的作用。但也发现自己对一些基本原理很是缺乏了解，软件操作还是生疏，还要多加训练。