实验四集成电路综合设计实验
一、实验内容:
对电路的片选信号Cs支路进行分析,确定其域值电压,输入输出延迟及功耗,并给出Cs支路的版图设计。
二、实验步骤与结果分析:
1、用Sched作出电路图如下示:
2、电路直流分析:
对上图电路进行直流分析,输入信号由0.4伏变化到2.4伏,步长0.05伏,观察输出信号的变化情况。以确定阈值电压。
实验所得的输出波形如下所示:
可见,实验所得的阈值电压为1.2v,且上升时间再0.1v左右,可以说这个电路的直流性能是满足它作为片选段的功能要求的。
3、交流分析:
输入信号是频率为30M的脉冲方波信号(0.4伏到2.4伏),上升、下降延迟均为3ns。
延迟实验:观察输出波形的上升下降时间和,以及从输入到输出的延迟TpLH。实验结果如下图,其中延迟时间已经标出:
由此可见,按延迟时间的定义,输入与输出的延迟为2.7ns。
功耗实验:利用MySPICE模拟工具,观察电流,利用工具对电流积分,从而计算出总功耗。电流曲线如下图:
使用进行电流和电压的积分,计算出的总功耗曲线如下图(其中,为方便表示,对电流作了反向):
由图可见,功耗曲线呈周期性的增加,这与电压恒定,电流周期性变化的情况是吻合的。最后入图标示,在150ns时,电路的功耗为3.15nW。
4、版图设计
针对Cs分支电路给出的设计版图如下所示:
此版图通过了DRC设计规则验证与MYLVS进行的电路功能验证,证明它符合设计规则,也满足Cs支路的功能要求。
三、实验总结
实验主要的困难之处在于版图设计,版图尽管小,花费的时间却不少,主要是需要进行大量的微调工作,大概构建好版图结构后,DRC规则验证总是通不过,一开始出现的几十个错误大部分都是由于尺寸上出现微小的误差,这确实是比较痛苦的调整过程,不过也是因为第一次制作版图没有经验造成的。相信以后注意到设计规则的规定,画图是可以避开许多弯子的。
至于前面的直、交流分析验证,由于由以前实验的积淀,尽管是首次使用,但也没出太大的毛病,较顺利的调整出了实验结果。这里也就不再详述一些小错误的调整过程了。
总之,此次试验尽管出现了许多问题,花费了许多的时间,但收获也是相当大的,对于正处于学习阶段的我们而言,现在出现的问题越多,就意味着以后可能的实际应用中可以避免这些问题。从这个意义上讲,还是应该感谢课程给了我们这个训练机会的。
最后,感谢助教师兄一个学期的实验中给予的指导。真心的祝BULL哥哥新年快乐,永远英明神武。