带复位端的边沿触发D触发器的版图设计与验证

实验一、带复位端的边沿触发D触发器的版图设计与验证一、实验目的1、学习集成运算电路单元的设计参数的仿真、测试、验证。2、学习采用Cadence工具实现IC电路设计的基本操作和方法，包括电路图的编辑以及仿真调试过程、版图的编辑和检测过程。二、实验内容本实验通过设计一个两级运算放大器电路学习Cadence工具下电路的设计和仿真方法。实验内容包括：1.熟悉Cadence界面及基本的建立新的cell文件等基本过程；2.完成基本逻辑电路的设计；3.利用Cadence的仿真环境得到波形，分析仿真结果。4.利用Cadence掌握版图编辑的方法；5.利用Cadence中的Dracula工具检查版图编辑中不符合规则的地方，并加以调整。该电路设计采用上华CSMC0.5umCMOS工艺设计，工作电压5V。三、实验步骤（一）电路图绘制1、登陆到UNIX系统。在登陆界面，输入用户名stu01和密码123456。2、Cadence的启动。登录进去之后，点击Terminal出现窗口，输入icfb命令，启动Cadence软件。3、根据设计指标及电路结构，估算电路参数。4、利用Candence原理图的输入。（1）Composer的启动。在CIW窗口新建一个单元的Schematic视图。（2）添加器件。在comparatorschematic窗口点击Add-Instance或者直接点i,就可以选择所需的器件。（3）添加连线。执行Add-Wire，将需要连接的部分用线连接起来。（4）添加管脚。执行Add-Pin和直接点p，弹出添加管脚界面。（5）添加线名。为设计中某些连线添加有意义的名称有助于在波形显示窗口中显出该条线的信号名称，也可以帮助检查电路错误。点击Add-WireName，弹出新窗口，为输入输出线添加名称。为四端的MOS器件的衬底添加名称vdd！或gnd！，其中！表示全局变量。（6）添加电源信号,根据不同的仿真电路设置不同的电源参数。（7）保存并检查。点击schematic窗口上的CheckandSave按钮，察看是否有警告或者错误。如果有，察看CIW窗口的提示。4、利用Candence原理图的输入。（二）电路图仿真（1）启动模拟仿真环境。在comparatorschematic窗口，选择Tools-AnalogEnvironment，弹出模拟仿真环境界面。（2）设置模型库。（3）设置分析类型。在仿真窗口，点击ChooseAnalyses按钮，弹出ChooseAnalyses窗口，该窗口中列出了各种仿真类型，依次进行各种仿真，如ac、dc、tran，进行交流仿真、直流仿真、瞬态仿真。（4）设置波形显示工具。Cadence中有两种波形显示工具：AWD和wavescane，在仿真窗口选择Session-assign，在弹出的窗口中可以选择波形显示工具为AWD或wavescane。（5）选择输出结果显示信号。在Results中选择Main,在电路图中点击输出确定输出波形信号。（6）进行仿真。选择Simulation-Run，或者直接点击仿真窗口右下角的Run按钮来启动仿真，仿真开始过程中，在CIW窗口会出现一系列仿真信息，另外会弹出一个Spectre输出窗口。仿真结束会自动弹出波形显示窗口。（7）观察波形，看是否满足设计要求。（三）版图绘制（1）Composer的启动。在CIW窗口新建一个单元的layout视图。（2）添加器件。在comparatorschematic窗口点击Add-Instance或者直接点i,就可以选择所需的器件。（3）选择有源区LSW中的TO，在layout视图中点击R，点击鼠标生成有源区区域，另外P阱选TB，N型沉底选SN,P型衬底选SP。（4）添加连线。点击LSW窗口中的不同材料类型连线，在layout视图里面点击P,将需要连接的部分用线连接起来。金属1选LSW中的A1（dg)，金属2选择A2(dg)。（5）添加线名。为设计中某些连线添加有意义的名称有助于帮助检查电路错误。点击左侧工具栏中的Label，弹出新窗口，为输入输出线添加名称。为四端的MOS器件的衬底添加名称vdd或gnd,针对不同的门电路可以命名Vin、Vout。（6）保存并检查。点击layout窗口上的CheckandSave按钮，察看是否有警告或者错误。如果有，察看CIW窗口的提示。（四）版图检查(1）打开terminal,cddracula将命令行定位到dracula文件夹下；（2)使用vidrc.rul命令将gds文件名和primary更改为刚才输出的名字；（3）版图绘制完成之后，点击file-export-stream在弹出的窗口里选择检查的文件；（4)输出路径为./dracula,然后选择user，在里面将map定位到cstu05文件夹下面，点击确定，输出显示successful；(5)输入PDRACULA进入dracula控制命令中；（6）依次输入/getdracula/finish完成设置；（7）输入./jxrun.com程序会进行检测，完成之后在绘制窗口选在drc,定位为./dracula会弹出检查出的错误，根据错误进行定位修改。针对各个逻辑电路的版图依次进行检查验证和修改。五、实验结果D触发器的电路图、版图绘制及验证（1）电路图（2）波形仿真（3）版图（4）DRC结果根据DRC结果，修改了版图设计之后，得到了合乎规则的D触发器版图。六、实验总结在带复位端的边沿触发D触发器的版图设计与验证的实验中，学会了CAD软件Cadence的基本操作和快捷键的使用方法，实现了在Cadence中的电路图的设计流程以及仿真方法。熟悉了D触发器的结构，了解了其参数的仿真。学会了如何在Cadence中对D触发器的电路仿真、版图设计与验证，对于书本上的理论，有了进一步的理解。