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VLSI数字电路0.18um工艺全加器设计.doc

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一.项目设计方案
1.1一位全加器简介:
1.2一位全加器的真值表:
1.3镜像CMOS全加器电路图:
1.4镜像CMOS全加器的棍棒图:
1.5镜像CMOS全加器的优化棍棒图:
1.6镜像CMOS全加器的欧拉路径:
1.7镜像CMOS全加器的网表:
二.项目设计完成情况
1.HSPICE前仿真:
2.版图:
3.DRC/LVS/PEX完成情况:
4.HSPICE后仿真情况:
5.全加器面积及性能:
6.项目展望:
附录一
附录二
《VLSI 电路设计》---项目设计 传输门全加器设计 指导老师: 组长:
目录 一.项目设计方案 .............................................................................................................................. 2 1.1 一位全加器简介: .............................................................................................................. 2 1.2 一位全加器的真值表: ......................................................................................................2 1.3 镜像 CMOS 全加器电路图:.............................................................................................3 1.4 镜像 CMOS 全加器的棍棒图: .........................................................................................4 1.5 镜像 CMOS 全加器的优化棍棒图: ................................................................................ 4 1.6 镜像 CMOS 全加器的欧拉路径:.....................................................................................5 1.7 镜像 CMOS 全加器的网表:.............................................................................................5 二.项目设计完成情况 .................................................................................................................... 7 1. HSPICE 前仿真: ................................................................................................................. 7 2.版图: ..................................................................................................................................... 8 3.DRC/LVS/PEX 完成情况: ...................................................................................................8 4.HSPICE 后仿真情况: .......................................................................................................... 9 5.全加器面积及性能: ............................................................................................................. 9 6.项目展望: ........................................................................................................................... 10 附录一...................................................................................................................................... 10 附录二...................................................................................................................................... 10 1
一.项目设计方案 1.1 一位全加器简介: 全加器是算术运算电路运算中的基本单元,也是构成多位 加法器的基本单元,介于加法器在算术运算电路当中的重要 作用,使得全加器的设计显得十分重要。通常情况下,我们 采用两种结构构成全加器电路,一种是由两个半加器组成, 另一种为镜像结构。全加器的基本符号如图 1-1 所示。其中, A、B 为加法器的输入,Cin 进位输入,Sum 为输出,Cout 进 位输出。 A B Cin FULL ADDER Cout Sum 1-1 全加器基本符号 全加器的逻辑表达式为:Cout=AB+BCin+ACin Sum=ABCin+Cout(A+B+Cin) 1.2 一位全加器的真值表: 2
A 0 0 0 0 1 1 1 1 输入 输出 B 0 0 1 1 0 0 1 1 Cin Sum Cout 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1-2 全加器真值表 1.3 镜像 CMOS 全加器电路图: 1-3 镜像全加器电路图 当 D 为高时,!Cout 被置为 Vdd,清除进位;当 G 为高时,! 3
Cout 被置为 0,产生进位。当 P 为 1 时,输入进位反向传递 到!Cout,同时,可以分析求和电路,当 A,B,Cin 同时为 0,! S 为 1,和为 0;当 A,B,Cin 同时为 1,!S 为 0,和为 1;当 A, B,Cin 既有 1 也有 0 时,!S 的输出由!Cout 取反决定。由于 PMOS 和 NMOS 管完全对称,所以易于画出版图。该电路的工 作速度快于互补 CMOS 全加器。 1.4 镜像 CMOS 全加器的棍棒图: 1-4 镜像全加器棍棒图 1.5 镜像 CMOS 全加器的优化棍棒图: 1-5 镜像全加器优化棍棒图 4
1.6 镜像 CMOS 全加器的欧拉路径: 1-6 镜像全加器的欧拉路径 1.7 镜像 CMOS 全加器的网表: Mirror .protect .lib './TD-LO18-SP-2003v4R/l018ll_io50_v1p3.lib' TT .unprotect .temp 25 .subckt Mirror A B Ci Co S vdd vss M0 D A vdd vdd p18ll L=0.18u W=1.26u M1 D B vdd vdd p18ll L=0.18u W=2.16u M2 X B vdd vdd p18ll L=0.18u W=0.18u M3 E Ci D vdd p18ll L=0.18u W=2.16u M4 E A X vdd p18ll L=0.18u W=0.18u M5 H A vdd vdd p18ll L=0.18u W=0.36u M6 H B vdd vdd p18ll L=0.18u W=0.36u M7 H Ci vdd vdd p18ll L=0.18u W=0.26u M8 I A vdd vdd p18ll L=0.18u W=1.08u M9 J B I vdd p18ll L=0.18u W=1.08u M10 F A vss vss n18ll L=0.18u W=1.26u M11 F B vss vss n18ll L=0.18u W=2.16u M12 K B vss vss n18ll L=0.18u W=0.18u 5
M13 E Ci F vss n18ll L=0.18u W=2.16u M14 E A K vss n18ll L=0.18u W=0.18u M15 N A vss vss n18ll L=0.18u W=1.44u M16 N B vss vss n18ll L=0.18u W=1.44u M17 N Ci vss vss n18ll L=0.18u W=1.44u M18 L B vss vss n18ll L=0.18u W=0.54u M19 M A L vss n18ll L=0.18u W=0.54u M20 CO E vdd vdd p18ll L=0.18u W=3.96u M21 CO E vss vss n18ll L=0.18u W=2.52u M22 G E H vdd p18ll L=0.18u W=0.72u M23 G E N vss n18ll L=0.18u W=0.18u M24 G Ci J vdd p18ll L=0.18u W=1.44u M25 G Ci M vss n18ll L=0.18u W=0.18u M26 S G vdd vdd p18ll L=0.18u W=3.06u M27 S G vss vss n18ll L=0.18u W=1.44u . .ends x1 A B Ci Co S vdd vss Mirror C1 Co vss 0.3pf C2 S vss 0.3pf VDD vdd 0 dc 'vddvalue_vdd' .param vddvalue_vdd=1.8v VSS vss 0 dc 'vddvalue_vss' .param vddvalue_vss=0v vin1 Ci 0 PWL 2ns 0v, 3ns 1.8v, 13ns 1.8v, 14ns 0v vin2 B 0 PWL 2ns 1.8v, 13ns 1.8v, 14ns 0v vin3 A 0 PWL 13ns 0v, 14ns 1.8v .dc vin1 0,1.8,.1 .dc vin2 0,1.8,.1 .dc vin3 0,1.8,.1 .tran 1ns 16ns .PROBE v(out) v(in) 6
.end 二.项目设计完成情况 基本按照项目要求完成镜像全加器的设计,从电路图、 棍棒图到前仿真的网表以及最后的版图设计和后仿真,按 照步骤全部完成。 1.HSPICE 前仿真: 2-1 前仿真全波形图 2-2 前仿真延时 7
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