D觸發(fā)器的設(shè)計(jì)和仿真講解

1、實(shí)驗(yàn)一、 D 觸發(fā)器的設(shè)計(jì)和仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)模擬數(shù)字電路單元的基本設(shè)計(jì)方法。2、學(xué)習(xí)Cade nee工具下電路設(shè)計(jì)的基本操作和方法。3、學(xué)習(xí) Sprectre 工具的仿真操作方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)通過設(shè)計(jì)一個異步清零的D觸發(fā)器電路學(xué)習(xí)Cade nee工具下電路的設(shè) 計(jì)和仿真方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：完成反相器、與非門、傳輸門電路的設(shè)計(jì)和仿真 驗(yàn)證；完成各個單元電路 symbol 的建立；利用建立的單元電路 symbol 完成 D 觸發(fā)器電路的設(shè)計(jì)和仿真；分析仿真結(jié)果。該電路設(shè)計(jì)采用上華 CSMC0.5umCMOS 工藝設(shè)計(jì)，工作電壓 5V。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、登陸到UNIX系統(tǒng)。在登陸界面，輸

2、入用戶名和密碼，用戶名和密碼都為學(xué)生學(xué)號。2、Cade nee 的啟動。啟動Cade nee軟件的命令有很多，不同的啟動命令可以啟動不同的工具集， 常用的啟動命令有 iefb,ieea 等，也可以單獨(dú)啟動單個工具。3、原理圖的輸入。（1）Compose啲啟動。在CIW窗口新建一個單元的 Schematic視圖。（ 2）添加器件。在 eomparator sehematie 窗口點(diǎn)擊 Add-Instanee 或者直 接點(diǎn) i, 就可以選擇所需的器件。（3）添加連線。執(zhí)行Add-Wire，將需要連接的部分用線連接起來。（4）添加管腳。執(zhí)行Add-Pin和直接點(diǎn)p,彈出添加管腳界面。（5）添加線名

3、。為設(shè)計(jì)中某些連線添加有意義的名稱有助于在波形顯示窗口中顯出該條線的信號名稱，也可以幫助檢查電路錯誤。點(diǎn)擊Add-Wire Name，彈出新窗口，為輸入輸出線添加名稱。為四端的MOSS件的襯底添加名稱vdd!或gnd!，其中！表示全局變量。(6) 添加電源信號。選擇 Vdd和Gnd的symbol各一個，在兩個symbol之 間連接一個vdc,設(shè)置直流電壓5V。(6)保存并檢查。點(diǎn)擊 schematic窗口上的Check and Save按鈕，察看是 否有警告或者錯誤。如果有，察看 CIW窗口的提示。4、電路仿真。(1) 啟動模擬仿真環(huán)境。在 comparator schematic窗 口，選擇

4、 Tools-Analog En viro nment，彈出模擬仿真環(huán)境界面。(2) 選擇仿真器。在仿真窗口，選擇 Setup-Simulator/Directory/Host，設(shè)置 仿真器為spectre,然后點(diǎn)擊0K。( 3)設(shè)置模型庫。(4) 設(shè)置分析類型。在仿真窗口，點(diǎn)擊Choose Analyses按鈕，彈出Choose An alyses窗口，該窗口中列出了各種仿真類型，在本實(shí)驗(yàn)中只需進(jìn)行瞬態(tài)仿真，所以選擇tran，時(shí)間設(shè)為3um。(5) 設(shè)置設(shè)計(jì)變量，在仿真窗口中，點(diǎn)擊 Edit Variables 按鈕，彈出變量設(shè) 置窗口， 點(diǎn)擊 Copy From 按鈕，整個設(shè)計(jì)本掃描一遍，

5、 設(shè)計(jì)中的各個變量被列出 來。(6) 創(chuàng)建網(wǎng)表。選擇 Simulation-Netlist-Create，產(chǎn)生了該設(shè)計(jì)的網(wǎng)表。( 7)設(shè)置波形顯示工具。Cadence 中有兩種波形顯示工具： AWD 和wavescane在仿真窗口選擇 Session-assign在彈出的窗口中可以選擇波形顯示 工具為 AWD 或 wavescane。(8) 選擇輸出結(jié)果顯示信號。(9) 進(jìn)行仿真。選擇Simulation-Run，或者直接點(diǎn)擊仿真窗口右下角的 Run 按鈕來啟動仿真，仿真開始過程中，在 CIW 窗口會出現(xiàn)一系列仿真信息，另外 會彈出一個Spectre輸出窗口。仿真結(jié)束會自動彈出波形顯示窗口。(

6、 10)觀察波形，看是否滿足設(shè)計(jì)要求。 重復(fù)以上步驟完成反相器、傳輸門、與非門和 D 觸發(fā)器電路的設(shè)計(jì)和仿真。四 實(shí)驗(yàn)結(jié)果反相器二輸入與非門rrrwia 聞I Reqpanpa.C傳輸門DFFTrgnaifat: fivipQniF五.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析通過本實(shí)驗(yàn)，我學(xué)習(xí)了利用半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)電路的方法和軟件構(gòu)圖的一些技巧。 并學(xué)會了如何將已經(jīng)繪制成功的電路圖進(jìn)行仿真， 通過查看波形來檢測電路是否 達(dá)到設(shè)計(jì)要求。實(shí)踐了書本中學(xué)習(xí)的知識，加深了對已有知識的理解。實(shí)驗(yàn)二、帶異步清零的邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器版圖設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)Cade nee工具下電路設(shè)計(jì)的基本操作和方法。2、學(xué)習(xí)Layout Edito

7、r 工具下版圖設(shè)計(jì)的基本操作和方法。3、學(xué)習(xí)Dracula工具的版圖驗(yàn)證方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)通過反相器、與非門和D觸發(fā)器的版圖設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)使用CadenceLayout Editor工具進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)驗(yàn)證的操作和方法。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括：使用Cade neeLayout Editor完成反相器和與非門版圖的繪制；完成D觸發(fā)器版圖繪制，使用Dracula工具完成版圖驗(yàn)證。本實(shí)驗(yàn)采用 CSMC0.5um CMOS藝設(shè)計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)步驟（1）工藝庫的生成。點(diǎn)擊CIW中的File菜單選擇其中的New項(xiàng)中的Library項(xiàng)，在彈出窗口的 Name項(xiàng)中輸入所需的名字，點(diǎn)擊ok，在彈出的對話框中輸入編好的技術(shù)文件名

8、my.tf，點(diǎn)擊 ok。（2）連接設(shè)計(jì)庫到工藝庫。（3）啟動版圖設(shè)計(jì)工具Vituoso Layout Editor。有很多種方法自動版圖大師，最 簡單的辦法是通過CIW打開或者新建一個單元的版圖視圖，這樣就會自動啟動 版圖大師。（4）從LSW窗口中選擇所需的層，在顯示部分完成反相器和與非門版圖繪制。 低壓管畫法見下圖：SPSNGT- c-低壓P管LVTO M1GT低壓N管TOLVTO_M1A1SNTO3、版圖驗(yàn)證（1）導(dǎo)出版圖：在 CIW 窗口中,File-export-stream, library browser 找到要檢 查的 Layout，Run direction: ./dracul

9、a.（dracula文件夾要放在當(dāng)前工作庫下）,output： 文件名.gds； options: case sensitivity-preserve user defined data: geometry Layer Map Table，輸入map文件的路徑。（2）修改drc文件：在終端里運(yùn)行，cd dracula； vi drc.rul修改dracula文件夾里的 drc.rul 文件，indisk=文件名.gds, primary=文件名,program-dir前加分號；(3) 運(yùn)行 drc：輸入 PDRACULA); :/get drc.rul; :/finish; : ./ (./表示運(yùn)行 本路徑下的該執(zhí)行文件)。(4) 查找錯誤：回到版圖文件，Tools-Dracula In teractive, DRC-setup,路徑輸 入./dracula。出現(xiàn)錯誤后，點(diǎn)中錯誤，然后 Fix current error，可看到錯誤的具體 位置。DRC里quit后，根據(jù)錯誤對版圖進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)出 gds文件，最后 到終端再運(yùn)行 P(或 PDRACULA); :/g drc.rul ； :/fi ； : jxrun.