课程设计报告--掩模版图设计

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1、目录目录 第 1 章 绪论 1 1.1 版图设计基础知识的介绍 . 1 1.1.1 版图设计流程及步骤 1 1.1.2 版图设计规则 2 1.2 标准单元版图设计 2 1.2.1 标准单元简史 3 1.2.2 标准单元特性 3 第 2 章 D 触发器介绍 . 5 2.1 D 触发器简介 . 5 2.2 维持阻塞边沿 D 触发器. 5 2.2.1 电路结构 . 5 2.2.2 工作原理 . 6 2.2.3 仿真波形及状态转换图 6 2.3 真单相时钟（TSPC）动态 D 触发器 . 7 2.3.1 电路结构 . 7 2.3.2 工作原理 . 7 2.3.3 仿真波形 . 7 第 3 章 基于 0

2、.35m 工艺的带复位 D 触发器版图设计 . 9 3.1 D 触发器电路图的设计步骤及电路图 9 3.2 D 触发器版图的设计步骤及电路图 9 3.3 验证方法及结果 10 3.3.1 DRC 验证 .10 3.3.2 LVS 验证 . 11 第 4 章 心得体会 12 参考文献.13 1 第第 1 1 章章 绪论绪论 1.1 1.1 版图设计基础知识的介绍版图设计基础知识的介绍 集成电路掩膜版图设计是实现集成电路制造所必不可少的设计环节， 它不仅 关系到集成电路的功能是否正确，而且也会极大程度地影响集成电路的性能、成 本与功耗。近几年来迅速发展的计算机、通信、嵌入式或便携式设备中集成电路

3、的高性能低功耗运行都离不开集成电路掩模版图的精心设计。 集成电路掩模版图 设计是指将前端设计产生的门级网表通过 EDA 设计工具进行布局布线和进行物 理验证并最终产生供制造用的 GDII 数据的过程。其主要职责有：芯片物理结构 分析、建立后端设计流程、版图布局布线、版图编辑、版图物理验证、联络代工 厂并提交生产数据。 掩模版图设计是创建工程制图（网表）的精确的物理描述的过程，而这一物 理描述遵守由制造工艺、 设计流程以及通过仿真显示为可行的性能要求所带来的 一系列约束。通俗一点说，IC 版图设计就是按照电路图的要求和一定的工艺参 数，设计出元件的图形并进行排列互连，以设计出一套供 IC 制造工

4、艺中使用的 光刻掩膜版图形。 版图是一组相互套合的图形， 各层版图相应于不同的工艺步骤， 每一层版图用不同的图案来表示。版图与采用的制备工艺紧密相关。 1.1.1 1.1.1 版图设计流程及步骤版图设计流程及步骤 版图设计的流程是由设计方法决定的。 版图设计方法可以从不同的角度进行 分类，如果按照自动化程度，大致可以分为三类：全自动设计、半自动设计和手 工设计。版图设计的一般流程可以表述为：首先把整个电路划分成若干个模块； 然后对版图进行规划，确定各个模块在芯片中的具体位置；完成各个模块的版图 及模块之间的互连；最后对版图进行验证。基本设计流程如图所示。一般把版图 设计分成若干个子步骤进行：

5、（1）划分：为了将处理问题的规模缩小，通常把整个电路划分成若干个模块。 （2）版图：规划和布局是为了每个模块和整个芯片选择一个好的布图方案。 （3）布线：完成模块间的互连，并进一步优化布线结果。 2 （4）压缩：是布线完成后的优化处理过程，他试图进一步减小芯片的面积。 1.1.2 1.1.2 版图设计规则版图设计规则 为了提高器件的集成度，在版图设计中要定义一系列的设计规则，设计规则 通常有准则和微米准则。 （1）准则：用单一参数表示版图规则，所有的几何尺寸都与成线性 比例。 （2）微米准则：用微米表示版图规则中注入最小特征尺寸和最小允许间隔 的绝对尺寸。 随着工艺水平的不断进步，器件的特征尺

6、寸越来越小，使得一些尺寸做不到 按比例缩小，如接触孔、通孔等，需要单独定义其尺寸。因此，以为单位的设 计规则在深亚微米集成电路的设计中局限性越来越明显。 目前的深亚微米集成电 路设计一般采用一微米为单位的设计规则。一微米为单位的设计规则，对不同的 工艺要求有不同的尺寸，因此设计的复杂性大大提高。 基本设计规则主要包括：线宽规则、间距规则、交叠规则、延伸规则、包围 规则、最小面积规则等。 （1）线宽规则：通常指的是版图中多边形的最小宽度。 （2）间距规则：是多边形之间最小距离的规则，定义间距规则是为了避免 两个多边形之间形成短路。 （3）包围规则：指一层与另一层线条之间交叠并将其包围的最小尺寸。 （4）延伸规则：指的是两层交叠，一层要伸出另一层的最小尺寸。 （5）交叠规则：指的是两层多边形相交叠，两层之间的最小尺寸。 1.2 1.2 标准单元版图设计标准单元版图设计 逻辑单元库是构建模块的集合，由于这种库具有通用接口实现和规则结构， 所以通常称为“标准单元”库。 单元库提供了用于综合的功能构建模块， 同时为布局布线提供这些单元的版 图描述。值得注意的是，硬