EAD课程设计D触发器

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1.3 集成电路设计流程

从图1.2可以看到，超大规模集成电路VLSI的设计包括四个主要的设计，包括逻辑设计、电路设计、版图设计和工艺设计（工艺模拟、器件模拟），各子系统采用并行设计来实现。

VLSI系统性能指标功能块，子系统划分，总体结构设计各级设计至少含模拟及验证两部分统一数据库逻辑设计电路设计版图设计器件模拟工艺模拟人机交互式/自动布局布线综合验证VLSI版图制备

图1.2 VLSI的设计流程

图1.3是一个VLSI的Top Down方式的设计流程，包括行为设计、结构设计、逻辑设计、电路设计、版图设计。

行为级描述高层综合结构级设计统一逻辑级设计逻辑综合据电路级设计库数后仿真版图级设计物理综合 图1.2 VLSI的Top Down设计流程

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按照设计流程，通常将系统和功能的设计及结构和电路的设计称为前端设计，版图设计称为后端设计。

本设计主要是电路设计和版图设计，电路设计是采用自顶向下的方式，先对整个电路进行总体结构设计，再分别对每个单元模块进行电路设计以及功能验证；版图设计是采用自底向上的方式，先是对每个单元模块进行版图设计，然后再综合成总的版图设计，最后进行设计规则检查（DRC）和电学规则检查(LVS)。

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2 电路设计

2.1 SPICE仿真说明

电路系统的设计人员有时需要对系统中的部分电路作电压与电流关系的详细分析，此时需要做晶体管级仿真（电路级），这种仿真算法中所使用的电路模型都是最基本的元件和单管。仿真时按时间关系对每一个节点的I/V关系进行计算。这种仿真方法在所有仿真手段中是最精确的，但也是最耗费时间的。

SPICE（Simulation program with integrated circuit emphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。

SPICE可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析和线性交流分析。被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导体器件。SPICE内建半导体器件模型，用户只需选定模型级别并给出合适的参数。

采用SPICE进行电路设计的基本流程如图2.1所示。

设计指标要求确定电路初始方案修改电路结构确定电路元件参数修改元件参数编写电路描述文件SPICE电路仿真N输出结果绘图性能满足要求？Y最终电路设计方案

图2.1 采用spice进行电路设计的基本流程

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设计从给定的技术指标出发，首先根据掌握的系统和电路知识，确定电路的初始方案，确定电路元件参数，然后生成SPICE电路描述和分析指令文件。

2.2 总体方案及功能描述

2.2.1 总体方案

电路设计采用自顶向下的设计方式，即先做电路总体设计，然后再对每个单元模块进行设计。电路的总体设计思路如图2.2所示。

置0电路输入信号 Date 输入信号控制电路输入信号锁存输出信号锁存时钟信号 Clk输入信号传输输出信号Q时钟电路输出信号传输

图2.2 电路的总体设计思路

D触发器的原理总图如下图2.3所示：

图2.3 D触发器的原理总图

Date为数据信号输入端，Clk为时钟信号输入端，Clb为该D触发器的置0端，Q、QB 为输出端。当Clb为低电平时，Q端输出为0。只有当Clb为高电平时，触发器才能接收输入信号。通过Clk时钟信号控制触发器的触发时刻，同时控制整个电

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