基本信息
文件名称:数字集成电路.docx
文件大小:4.45 MB
总页数:31 页
更新时间:2025-06-26
总字数:约3.59千字
文档摘要

目录

1.设计概述

1.1、(1)设计目标。(2)电路主要性能参数列表。(3)手工计算所用参数的列表

2.芯片功能和电气参数要求描述

2.1逻辑功能:逻辑图、功能描述、真值表

2.2电气参数:DC参数、AC参数

3、电路设计

3.1电路原理图、仿真激励电路图。

3.2各个晶体管的设计

3.3仿真波形图

3.4后仿真波形,延时测量结果。

3.5整个芯片平均功耗,时间参数测量结果

4.版图设计

(1)版图布局时考虑的因素。

(2)版图设计过程描述,单元电路版图展示、总体版图展示

(3)DRC检查结果

(4)LVS检查结果

(5)整个芯片版图面积

5、芯片成本估算

6、总结和建议

6.1总结整个专题实验课程的收获,好的和不足与改进之处。

6.2实验课感想。

6.3对整个实验课程提出改进建议。

1.1(1)设计目标

满足用户手册的技术参数要求,并达到以下目标

1)满足电路功能、性能指标、质量要求;

2)尽可能节省面积,以提高集成度,降低成本;

3)尽可能缩短连线,以减少复杂度,缩短延时,改善可能性。

(2)电路主要性能参数列表

(3)手工计算所得参数列表

反相器尺寸:3/0.9

或非门尺寸:3.6

输入级缓冲器:第一级反相器3/0.9N=4α=4

2.芯片功能和电气参数要求描述

2.1逻辑功能

逻辑图:

功能描述:

当OE非和DIR都是低电平时,信号传输方向为BtoA

当OE非为低,DIR为高时,信号传输方向为AtoB

当OE非为高,DIR为空时,芯片为隔离状态。

真值表:

2.2电气参数

静态参数:

动态参数:

3、电路设计

3.1电路原理图、仿真激励电路图

电路原理图

仿真激励:

VOLVOHτPHLτPLH:

VIHVIL:

Ten:

Tdis:

Cin:

Cpd:

3.2各个晶体管的设计(输入级、输入保护、内部门)

输入级:

输入保护:

内部门:

3.3仿真波形图

VOLVOHτPHLτPLH:

VIHVIL:

Ten:

Tdis:

Icc:

3.4后仿真波形,延时测量结果

VOLVOHτPHLτPLH:

VIHVIL:

Ten:

Tdis:

Cin:

Cpd:

得Iavg=1.78mA计算得Cpd=31.81pF

Icc:

3.5整个芯片平均功耗,时间参数测量结果

平均功耗为0.47W

时间参数测量结果:

4.版图设计

(1)版图布局时考虑的因素

1)尽量把衬底与电源的接触孔的位置和该位置管子的衬底注入极的距离缩小,距离越近越好,因为这种距离的大小衬底电位偏差影响非常大。

2)把衬底接触孔的位置增多,尽量多打孔,保证衬底与电源的接触电阻较小。

3)确保金属线的宽度和引线孔的数目能够满足要求(各通路在典型情况和最坏情况的大小)尤其是电源线和地线。

4)计算输入电流大小后,计算出电流密度,确定金属连线的宽度。

5)尽量用最上层金属接出PIN。

6)接出去的线拉到cell边缘,布局时记得留出走线空间。

7)金属连线不宜过长;

8)小尺寸的mos管孔可以少打一点.

9)更改原理图后一定记得checkandsave

(2)版图设计过程描述,单元电路版图展示、总体版图展示

版图设计过程描述:

SN74LV245A是一种8位双向总线缓冲器,它可以将数据从一个总线缓冲器传输到另一个总线缓冲器。以下是我们组对SN74LV245A版图设计过程的描述:

1.确定芯片尺寸:首先,需要确定芯片的尺寸,这取决于芯片的功能、引脚数量和间距以及电气规范。我们从用户手册中获取了封装规格表,并在设计工具中定义芯片的尺寸和位置。

2.安排引脚位置:引脚位置的安排是一个重要的设计决策,因为它会影响到设计中的信号传输、功率消耗和EMI(电磁干扰)等方面。我们考虑了引脚数量、信号分类、电源和接地引脚、时序和延迟等因素,最终为了减小非必要的面积消耗,我们将VDD和GND引脚一起放在了芯片的下方,没有考虑到用户手册中规定的形式(当时做的时候不知道要和手册的一样,导致全部做完验收的时候才发现了这个问题)。

3.布局设计:在芯片的尺寸和引脚位置确定之后,我们设计了芯片的布局。在布局过程中,考虑到芯片的面积、信号传输路径、电源和接地分配、信号隔离、抗干扰等因素。我们按照电路图的形状,将输入输出端列成一列排放,这样便于我们后期连线,同时面积也比较小。

4.连接布线:在布局完成之后,我们开始进行布线,将各个功能单元之间的电路连接起来。在布线过程中,我们认为少用一层金属应该可以减少一定的成本,于是我们放弃了用M4,只用三层金属来布线。且电源线