河北科技大学IC版图设计 - 优秀评分版

河北科技大学

课程设计报告

学生姓名： 学 号： 专业班级： 电科141班 课程名称： IC版图设计课程设计 学年学期： 2016 —2017 学年第 二 学期

指导教师： 于平平

2 0 1 7年 6月

课程设计成绩评定表

学生姓名 专业班级 电科141 学 号 起止时间 成绩 2017.6.12—2017.6.23 设计题目 基于TSPC原理的D触发器0.18um工艺版图设计 指 导 教 师 评 语 指导教师： 年 月 日

目 录

第1章：前言 .................................................................................................................................. 2

1.1 版图设计基础知识 .......................................................................................................... 2

1.1.1 版图设计流程 ....................................................................................................... 2 1.1.2 版图设计步骤 ....................................................................................................... 2 1.1.3 版图设计规则 ....................................................................................................... 2 1.1.4 版图设计验证 ....................................................................................................... 3 1.2 标准单元版图的设计 .................................................................... 错误！未定义书签。

1.2.1 标准单元库的定义 ............................................................. 错误！未定义书签。 1.2.2 标准单元库用途 ................................................................................................... 4 1.2.3 标准单元库设计流程 ........................................................................................... 4 1.3 0.18um 工艺的设计规则 ............................................................. 错误！未定义书签。 第2章：D触发器介绍 ................................................................................. 错误！未定义书签。

2.1 D触发器原理 ................................................................................ 错误！未定义书签。 2.2 边沿D 触发器 .............................................................................. 错误！未定义书签。

2.2.1 边沿D 触发器电路结构 ................................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 边沿D触发器工作原理 .................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3 边沿D触发器功能描述 .................................................... 错误！未定义书签。

2.2.3.1状况转移真值表 ......................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3.2特征方程 ..................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3.3状况转移图 ............................................................... 错误！未定义书签。 2.2.3.4脉冲特性: ................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.4 边沿D触发器特点 ............................................................ 错误！未定义书签。 2.3 维持阻塞D触发器 ......................................................................................................... 9

2.3.1 维持阻塞D触发器的电路结构 .......................................................................... 9 2.3.2 维持阻塞D触发器的工作原理 ........................................ 错误！未定义书签。 2.3.3 维持阻塞D触发器的电路图 ............................................................................ 10

2.3.3.1 特征表和特征方程 .................................................. 错误！未定义书签。 2.3.3.2 状态转换图和时序图 .............................................................................. 11

2.4 基于TSPC原理的D触发器....................................................... 错误！未定义书签。 第3章：0.18um工艺基于TSPC原理的D触发器设计 .......................... 错误！未定义书签。

3.1 动态D触发器电路图的设计步骤及电路图 ............................... 错误！未定义书签。 3.2 动态D触发器的设计步骤及版图 ............................................... 错误！未定义书签。 3.3 DRC验证 ...................................................................................... 错误！未定义书签。 第4章：课程设计总结................................................................................. 错误！未定义书签。

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第1章：前言

1.1 版图设计基础知识

1.1.1 版图设计流程

版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述的过程，而这一物理描述遵守由制造工艺、设计流程以及仿真显示为可行的性能要求所带来的一系列约束。

流程：功能定义→电路生成→功能验证→测试生成→布局布线→仿真 1.1.2 版图设计步骤

作为后端设计者，是集成电路从设计走向制造的桥梁，设计步骤包括以下几部分：

1、布局：安排各个晶体管、基本单元和复杂单元在芯片上的位置。 2、布线：设计走线、门间、单元间的互连。

3、尺寸确定：确定晶体管尺寸（W、L）、互连尺寸（连线宽度）以及晶体管与互连之间的相对尺寸等。

版图编辑（Layout Editor）:规定各个工艺层上图形的形状、尺寸和位置。 5、布局布线（Place and route）:给出版图的整体规划和各图形间的连接。 6、版图检查（Layout Check）:设计规则检查 (DRC,Design Rule Check)、电器规则检查(ERC,Electrical Rule Check)、版图与电路图一致性检查(LVS,Layout Versus Schematic)。 1.1.3 版图设计规则

设计规则是设计人员与工艺人员之间的接口与协议，版图设计必须无条件的服从准则，可以极大地避免由于短路、断路造成的电路失效和容差以及寄生效应引起的性能劣化。设计规则主要包括几何设计规则、电学设计规则以及走线设计规则。其中几何设计规则通常有两类：

1、微米准则用微米表示版图中诸如最小特征尺寸和最小允许间隔的绝对尺寸。

2、λ准则：用单一参数?表示版图规则，所有的几何尺寸都与?成线性比例。

电学设计规则分类如下：

1、拓扑设计规则（绝对值）：最小宽度、最小间距、最短露头、离周边最短距离。

2、λ设计规则（相对值）：最小宽度w=m、最小间距s=n、最短露头t=l、离周边最短距离d=h?(由IC制造厂提供，与具体的工艺类型有关，m、n、l、h为比例因子，与图形类型有关）。

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