D觸發(fā)器的設(shè)計和仿真

1、1/ ii實驗一、 D 觸發(fā)器的設(shè)計和仿真一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)模擬數(shù)字電路單元的基本設(shè)計方法。2、學(xué)習(xí) Cade nee 工具下電路設(shè)計的基本操作和方法。3、學(xué)習(xí) Sprectre 工具的仿真操作方法。二、實驗內(nèi)容本實驗通過設(shè)計一個異步清零的 D 觸發(fā)器電路學(xué)習(xí) Cade nee 工具下電路的設(shè) 計和仿真方法。實驗內(nèi)容包括：完成反相器、與非門、傳輸門電路的設(shè)計和仿真 驗證；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)計和仿真；分析仿真結(jié)果。該電路設(shè)計采用上華 CSMC0.5umCMOS 工藝設(shè)計，工作電壓 5V。三、實驗步驟1、登陸到 UN

2、IX 系統(tǒng)。在登陸界面，輸入用戶名和密碼，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 窗口點擊 Add-Instanee 或者直 接點 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

3、 和直接點 p,彈出添加管腳界面。（5） 添加線名。為設(shè)計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。2/ ii(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

4、路仿真。(1) 啟動模擬仿真環(huán)境。 在 comparator schematic 窗 口， 選擇 Tools-Analog En vironment，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,然后點擊 0K。( 3)設(shè)置模型庫。(4) 設(shè)置分析類型。在仿真窗口，點擊 Choose Analyses 按鈕，彈出 Choose Analyses 窗口，該窗口中列出了各種仿真類型，在本實驗中只需進行瞬態(tài)仿真，所以選擇 tran，時間設(shè)為 3um。(5) 設(shè)置設(shè)計變量，在仿真窗口中，點擊 E

5、dit Variables 按鈕，彈出變量設(shè) 置窗口，點擊 Copy From 按鈕，整個設(shè)計本掃描一遍， 設(shè)計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) 進行仿真。選擇 Simulation-Run，或者直接點擊仿真窗口右下角的 Run 按鈕來啟動仿真， 仿真開始過程中，

6、 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。( 10)觀察波形，看是否滿足設(shè)計要求。 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)計和仿真。四 實驗結(jié)果3/ ii反相器二輸入與非門4/ ii伽沖氐!單軸傳輸門5/ iiDFF6/ iirTiqirffll.氐靈隈.#五.實驗結(jié)果分析通過本實驗，我學(xué)習(xí)了利用半導(dǎo)體器件設(shè)計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行仿真， 通過查看波形來檢測電路是否 達到設(shè)計要求。實踐了書本中學(xué)習(xí)的知識，加深了對已有知識的理解。7/ ii實驗二、帶異

7、步清零的邊沿觸發(fā)D 觸發(fā)器版圖設(shè)計一、實驗?zāi)康?、 學(xué)習(xí) Cade nee 工具下電路設(shè)計的基本操作和方法。2、 學(xué)習(xí) Layout Editor 工具下版圖設(shè)計的基本操作和方法。3、 學(xué)習(xí) Dracula 工具的版圖驗證方法。二、實驗內(nèi)容本實驗通過反相器、 與非門和D觸發(fā)器的版圖設(shè)計學(xué)習(xí)使用CadenceLayout Editor工具進行版圖設(shè)計驗證的操作和方法。實驗內(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 工具完成版圖驗證。本實驗采用 CSMC0.5um CMOS 藝設(shè)計。三、實驗步驟（1）工藝庫的生

8、成。點擊 CIW 中的 File 菜單選擇其中的 New 項中的 Library 項，在彈出窗口的 Name項中輸入所需的名字，點擊 ok，在彈出的對話框中輸入編好的技術(shù)文件名 my.tf，點擊ok。（2）連接設(shè)計庫到工藝庫。（3）啟動版圖設(shè)計工具 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：8/ ii3、版圖驗證（1）導(dǎo)出版圖：在 CIW 窗口中,File-export-stream

9、, library browser 找到要檢 查的 Layout，Run direction: ./dracula.（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 LayerMap Table，輸入 map 文件的路徑。（2）修改 drc 文件：在終端里運行，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

10、號；LVTO M1GTTBTOLVTO_M1低壓P管9/ ii(3)運行 drc：輸入 PDRACULA); :/get drc.rul; :/finish; : ./ (./表示運行本路徑下的該執(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)錯誤對版圖進行修改，然后再導(dǎo)出 gds 文件，最后 到終端再運行 P(或 PDRACULA); :/g drc.rul ； :/fi ； :