集成电路-二输入异或门的前仿设计

 集成电路课程设计

                        ——二输入异或门的前仿设计

   姓名：胡国勤

   学号：07063211

   专业：电子科学与技术

   指导老师：蔡志民

二〇一〇年十二月二十五日

二输入异或门的前仿设计

一、实验目的

    1、了解异或门的逻辑单元。

    2、二输入异或门电路原理图输入方法。

    3、二输入异或门的前仿设计。

二、实验原理

1、异或门逻辑单元

    异或门逻辑功能：F=A⊕B 。

    异或门逻辑符号如图1所示：

图1 异或门逻辑符号 

异或门真值表如表一所示：

                                      表一 异或门真值表

当输入A与B不同时，输出F为1；当输入A与B相同时，输出F为0。

三、实验内容

1、建立库文件

点击运行程序，弹出运行程序窗口如图2所示。

图2 运行程序

然后在运行程序窗口键入icfb后点击运行就会出现CIW（Command Interpreter Window），即命令解释窗如图3所示。

图3 CIW窗口

CIW窗口是Cadence软件的控制窗口，是主要的用户界面。从CIW窗口可以调用许多工具并完成许多任务。CIW窗口主要包括以下几个部分：

    ①Window Title（窗口标题栏）：显示使用软件的名称及Log文件目录。

    ②Menu Banner（菜单栏）：显示命令菜单以便使用设计工具。

    ③Outbut Area（输出区）：显示电路图设计软件时的信息，可以调整CIW使这个区域显示更多信息。

    ④Input Line（输入行）：原来输入命令。

    ⑤Mouse Bindings Line ：显示捆绑在鼠标左中右3键的快捷键。

    ⑥Prompt Line ：标识号来自当前命令的信息。

2、创建库与视图单元

点击CIW窗口的File-new-library,由此可创建库，用来存放单元视图的文件夹。将库文件的路径设置在cadence目录下，Name栏输入库文件名001（库文件名可定义），右侧Technology File栏中选择Don’t need a techfile，由于现在只是输入原理图，因此可以不需要工艺文件，点击窗口OK，如图4所示。

图4 New Library 窗口

然后再点击File-new-cellview，创建一个单元视图，不同的单元视图存放不同的文件夹，比如有原理图文件夹、版图文件夹等等。Library Name选取001,Cell Name可自定义名称，设置view name为schematic，设置tool为composer schematic。如图5所示，点击OK，此时弹出Schematic Editing的空白窗口。

图5 Create New File 窗口

3、输入异或门原理图

异或门原理图如图6所示。

图6 异或门原理图

(1) 添加元件

在Schematic Editing窗口中，选择Add-Instance，打开Instance窗口，点击Browse按钮，弹出Library Browser窗口，在Library一栏中选择gpdk180，Cell一栏选择pmos，Cellview一栏选择symbol，都选好后就可以点击close，将Library Browser窗口关闭，此时Add Instance窗口的Cell栏和View栏就会填好，如图7和图8所示，现在我们就可以将5个pmos管（W=800n,L=180n）和5个nmos(W=400n,L=180n)管添加到原理图编辑窗口中了。

图7 Add Instance 窗口（pmos参数设置）

图8 Add Instance 窗口（nmos参数设置）

(2) 添加Source和Ground

方法同上，在Library一栏中选择analoglib，Cell一栏选vcc，Cellview一栏选symbol，如图9所示。添加Ground的方法同添加Source。

图9 Add Instance 窗口

(3) 添加pin

点击Add-pin，会出现Add-pin窗口，在Pin Names栏中输入如下：设置Direction为Input,如图10所示，这样输入端A就添加完成，输入端B的添加同A。

图10 Add pin 窗口（A输入端口添加）

同理再添加一个output管脚Y，如图11所示。

图11 Add pin 窗口（Y输出端口添加）

(4) 连线

点击Add-Wire（Narrow），在需要连线处点击即可。

4、异或门前仿

在原理图编辑窗口点击Tool-Analog Environment，弹出Anolog Desigen Environment如图12所示。

图12 Anolog Desigen Environment 窗口

    首先我们需要设置库的路径，点击Setup-Model libraries，然后点击Browser，将库路径设为/root/gpdk180/models/spectre/gpdk.scs，将Section设为stat（若想要查看Section是哪种类型，可通过该路径查看到），如图13所示。

图13 Model Library Setup 窗口

(1)瞬态分析

① 在Analog Environment 窗口下点击Setup-Stimuli...,这里我们需要设置2个参数，即Input（A和B）和Global Sources，参数设置如图14、图15和图16所示。

图14 参数Input设置（输入端口A）

图15 参数Input设置（输入端口B）

图16 参数Global Sources设置

② 点击Analog-Choose，可以选择分析类型，这里我们选择Tran（瞬态）分析，参数设置如图17所示。

图17 瞬态分子中参数设置窗口

③ 点击Output-Save all，可选择输出，输出信号选择allpub,器件电流选择all，点击OK。此时，我们可以先将输出结果选中，操作步骤如图18所示。

图18 输出结果显示设置窗口

输出结果显示设置好的窗口如图19所示。

图19 输出结果显示设置

④ 点击Simulation-Netlist and Run，可进行仿真，点击后会弹出Welcome to Spectre窗口，点击OK就开始仿真了，如果提示有错误，就需要修改原理图。若无错误，运行后就会弹出仿真波形图，如图20所示。

图20 异或门输出结果波形图

四、实验心得

本次设计根据课题要求，复习了相关的知识，查阅了相关的资料，根据实验条件，找到适合的设计方法。

    通过这次课程设计，使我深刻地认识到学好专业知识的重要性，也理解了理论联系实际的含义，并且检验了大学“集成电路设计”课程的学习成果，虽然在这次设计中对于知识的运用和衔接还不够熟练，但是我将在以后的工作和学习中继续努力不断完善，这四天的设计的对过去所学知识的系统提高和扩充过程，为今后的发展打下了良好的基础。

课程设计刚开始，拿着选定的题目不知如何入手。毕竟课程设计不同于实验课。静下心来，仔细分析题目，回想了以前做实验的基本步骤，再加上指导老师的说明与提示，心中才有了谱。 本次课程实习我虽然用了四天的时间，但整个过程我都认真的完成了，而且从中收获很多。可以总结为以下的几点：

    1 对“集成电路设计”课程知识的巩固与提高

这次课程设计主要是运用的相关知识，在整个过程中，都离不开对“集成电路设计”课程的再学习，我在开始，就先将“集成电路设计”教学课本翻阅了一遍（这也是对这门课的复习），这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对以后的快速设计起了很好的铺垫作用。

2 学会了理论联系实际

课程设计，通过所选择的题目，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成，这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要是的一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没有错但实际中则不然，所以动手是对所学知识应用最好的方法。

3 和同学的互助协作共同进步

在实习中经常会遇到一些自己可能暂时想不明白的问题，请教老师和同学是很好的做法，既节省时间又会从别人上学到更多，在设计和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总是有差异的，并在大家的商讨中选择最优方案最终一定有比你出色的地方，很好的借鉴，并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会有最好的设计方法。

4 其他

课程设计要求自我设计，并且要测试实际与设计的是否相符，如没达到设计要求则要修改设计。所以实习过程中不仅要求对知识的掌握要足够准确与精通，更要有绝对的耐心与细心。

通过这次课程设计，使我受益颇多，既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了设计方法，在此基础上“集成电路设计”设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料，分析资料及请教老师和同学等多种途径，解决问题，同时，也培养了我认真严谨的态度。