集成电路版图设计小论文

集成电路版图设计

班级姓名学号

摘要:介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题,然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比,分析两者的差异。最后介绍了集成电路版图设计师这一职业,加深对该行业的认识。

关键词: 集成电路版图设计 PCB版图设计版图设计师

Abstract

Introduces the integrated circuit layout design each link and the problems needing attention in the design process, and then the IC layout design and PCB layout design are compared, analyzed the differences. Finally introduced the IC Layout Designer this occupation, deepen the understanding of the industry.

Keywords: integrated circuit layout design PCB layout design the IC Layout Designer

引言: 集成电路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。一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。

一、集成电路版图设计的过程

集成电路设计的流程:系统设计、逻辑设计、电路设计(包括:布局布线验证)、版图设计版图后仿真(加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作)。集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程,它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识,还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划,设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。具体的过程为:

1、画版图之前,应与IC 工程师建立良好沟通在画版图之前,应该向电路设计者了解PAD 摆放的顺序及位置,了解版图的最终面积是多少。在电路当中,哪些功能块之间要放在比较近的位置。哪些器件需要良好的匹配。了解该芯片的电源线和地线一共有几组,每组之间各自是如何分布在版图上的? IC 工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入?

2、全局设计:这个布局图应该和功能框图或电路图大体一致,然后根据模块的面积大小进行调整。布局设计的另一个重要的任务是焊盘的布局。焊盘的安排要便于内部信号的连接,要尽量节省芯片面积以减少制作成本。焊盘的布局还应该便于测试,特别是晶上测试。

3、分层设计:按照电路功能划分整个电路,对每个功能块进行再划分,每一个模块对应一个单元。从最小模块开始到完成整个电路的版图设计,设计者需要建立多个单元。这一步就是自上向下的设计。

4、版图的检查:

(1)Design Rules Checker 运行DRC,DRC 有识别能力,能够进行复杂的识别工作,在生成最终送交的图形之前进行检查。程序就按照规则检查文件运行,发现错误时,会在错误的地方做出标记,并且做出解释。

(2)Electrical Rules Checker 检查线路短路,线路开路和floating 结点。ERC 检查到短路错误后,将错误提示局限在最短的连接通路上。

(3)Layout Versus Schematic LVS 比较IC 版图和原理图,报告版图连接和原理图的不一致,并进行修改直到版图和电路图完全一致。

5、版图修改:Label 是否正确,label 所选的layer 是否正确; Power & Ground 连接得有没有问题;得到的files 是否确实可靠,检查netlist 中器件类型的命名是否符合规范;认真研究design rule,做好DRC 改错。看给出的报告,有没有offgird;结点多不多,多的话就有断路的地方,少的话就有短路的地方;对照原理图,看有没有连错线。

6、寄生与仿真:在实际电路的制作过程中,会产生寄生参数,它们分别为:寄生电容、寄生电感和寄生电阻。

7、版图完成:后端数据接口处理,确认芯片版图的设计和尺寸,落实相关Foundry 的流片计划,确认设计数据(GDSII 文件)大小。

布局时注意事项

1、布局前的准备: 在正确的路径下打开icfb; 查看捕捉点设置是否正确.18 工艺为0.001,.25 工艺为0.01,035 工艺为0.05;布局前考虑好出PIN 的方向和位置;布局前分析电路,完成同一功能的MOS 管画在一起

2、布局时注意:更改原理图后一定记得check and save;完成每个cell 后要归原点;尽量用最上层金属接出PIN;金属上走过的电压很大时,为避免尖角放电,拐角处用斜角,不能走90 度的直角。

3、节省面积的途径:电源线下面可以画有器件.节省面积.数字电路版图主要是要节省面积,减小面积。

相关软件的介绍:

目前大部分IC 公司采用的是UNIX 系统,使用版本是SunSolaris。版图设计软件通常为Cadence ,它是一个大型的EDA 软件,它几乎可以完成电子设计的方方面面,包括ASIC 设计、FPGA设计和PCB 设计。软件操作界面人性化,使用方便,安全可靠,但价格较昂贵

二、IC版图设计和PCB版图设计的区别

IC指的是集成电路,IC版图设计(IC layout)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GDSII数据的过程。其主要工作职责有:芯片物理结构分析、逻辑分析、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。作为连接设计与制造的桥梁,合格的版图设计人员既要懂得IC设计、版图设计方面的专业知识,还要熟悉制程厂的工作流程、制程原理等相关知识。

IC版图设计是IC设计步骤里除去验证的最后步骤。IC版图设计做的是芯片本身,是微电子行业制作的芯片级别的版图,是在一块晶体硅上做掺杂而制成的芯片电路,因此这里的版图设计(layout)就是芯片内部的电路物理实现,即使是裸片,肉眼也是看不清线路的,因为实在是太小了。

PCB电路板设计的对象是宏观电路,即使用做好的芯片去搭建电路系统。PCB版图是在PCB板上将器件连接的版图。PCB版图设计涉及PCB设计和硬件仿真建模。常用的软件有protel,pads等。像Cadence等软件,功能强大,既可以用来设计IC版图,也可以设计PCB版图。大学专业里有这样两个专业“微电子OR集成电路设计”“电路与系统”,前者涉及的主要是IC版图,后者主要涉及PCB版图。在国内,一般只有“半导体物理与微电子”专业才有IC版图设计课程。

Cadence公司的电子设计自动化(Electronic Design Automation)产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计,功能验证,IC综合及布局布线,模拟、混合信号及射频IC设计,全定制集成电路设计,IC物理验证,PCB设计和硬件仿真建模等。Cadence公司IC版图设计和PCB版图设计两套软件都有,说通俗点就是一个是IC(集成电路内部互连)设计,一个是PCB电路板设计。Cadence spb XXX是PCB设计的,XXX是版本号;Cadence IC XXX 是IC设计的,XXX是版本号。

三、集成电路版图设计师介绍

集成电路版图设计师,其职业定义是通过EDA设计工具,进行集成电路后端的版图设计和验证,最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。

本职业共设四个等级,分别是版图设计员(职业资格四级)、助理版图设计师(职业资格三级)、版图设计师(职业资格二级)、高级版图设计师(职业资格一级)。职业能力特征为具有良好的电脑使用基础与较强的外语阅读能力;具备一定的半导体微电子基础理论。具有很强的学习能力。基本文化程度为理工科高等专科学历

参考文献:

吴冬燕集成电路版图设计的技巧福建电脑2009 年第4 期Alan Hastings 著, 王志功主译《模拟电路版图艺术》, 清华大学出版社,2007.09

集成电路版图设计报告

集成电路幅员设计报告 一.设计目的: 1.通过本次试验,生疏 L-edit 软件的特点并把握使用 L-edit 软件的流程和设计方法; 2.了解集成电路工艺的制作流程、简洁集成器件的工艺步骤、集成器件区域的层次关系,与此同时进一步了解集成电路幅员设计的λ准则以及各个图层的含义和设计规章; 3.把握数字电路的根本单元 CMOS 的幅员,并利用 CMOS 的幅员设计简洁的门电路,然后对其进展根本的 DRC 检查; 4.把握F = A • (B + C) 的掩模板设计与绘制。 二.设计原理: 1、幅员设计的目标: 幅员〔layout〕是集成电路从设计走向制造的桥梁,它包含了集成电路尺寸、各层拓扑定义等器件相关的物理信息数据。幅员设计是创立工程制图〔网表〕的准确的物理描述过程,即定义各工艺层图形的外形、尺寸以及不同工艺层的相对位置的过程。其设计目标有以下三方面: ① 满足电路功能、性能指标、质量要求; ② 尽可能节约面积,以提高集成度,降低本钱; ③ 尽可能缩短连线,以削减简单度,缩短延时,改善可能性。 2、幅员设计的内容: ①布局:安排各个晶体管、根本单元、简单单元在芯片上的位置。

②布线:设计走线,实现管间、门间、单元间的互连。 ③尺寸确定:确定晶体管尺寸〔W、L〕、互连尺寸〔连线宽度〕以及晶体管与互连之间的相对尺寸等。 ④幅员编辑〔Layout Editor 〕:规定各个工艺层上图形的外形、尺寸和位置。 ⑤布局布线〔Place and route 〕:给出幅员的整体规划和各图形间的连接。 ⑥幅员检查〔Layout Check 〕:设计规章检验〔DRC,Design Rule Check〕、电气规章检查〔ERC,Electrical Rule Check〕、幅员与电路图全都性检验〔LVS,Layout Versus Schematic 〕。 三.设计规章〔DesignRul e〕: 设计规章是设计人员与工艺人员之间的接口与“协议”,幅员设计必需无条件的听从的准则,可以极大地避开由于短路、断路造成的电路失效和容差以及寄生效应引起的性能劣化。设计规章主要包括几何规章、电学规章以及走线规章。其中几何设计规章通常有两类: ① 微米准则:用微米表示幅员规章中诸如最小特征尺寸和最小允许间隔确实定尺寸。 ② λ准则:用单一参数λ表示幅员规章,全部的几何尺寸都与λ成线性比例。 设计规章分类如下: 1.拓扑设计规章〔确定值〕:最小宽度、最小间距、最短露头、离周边最短距离。 2.λ设计规章〔相对值〕:最小宽度w=mλ、最小间距s=nλ、最短露头t=lλ、离周边最短距离d=hλ〔λ由 IC 制造厂供给,与具体的工艺类型有关,m、n、l、h 为比例因子,与图形类形有关〕。 ①宽度规章〔width rule 〕:宽度指封闭几何图形的内边之间的距离。

集成电路论文

集成电路自动测试技术综述 陈华成0812002193 电087 摘要:随着经济发展和技术的进步,集成电路(Integrated Circuit,IC)产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节,是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路测试是集成电路产业的一门支撑技术,而集成电路自动测试设备(Automatic Test Equipment,A TE)是实现集成电路测试必不可少的工具。 本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状,接着介绍了数字集成电路的测试技术,包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样,最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。 关键词:集成电路;测试技术;IC 1 引言 随着经济的发展,人们生活质量的提高,生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关,这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元,2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元,专家预测今后的几年随着消费的增长,对集成电路的需求必然强劲。因此,世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。 集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中,集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如:集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试,只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂,测试是保证产品质量的重要环节。 集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的,它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚,虽有一定的发展,但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距,特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统,几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试,中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试,我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术,因此,本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。 2 集成电路测试的必要性 随着集成电路应用领域扩大,大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用,其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。 如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题,良好的测试流程,可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰,这对于提高产品质量,建立生产销售的良性循环,树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的

JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计

JFET输入双运算放大器集成电路芯片的版图设计 作者:罗志勇田健 来源:《东方教育》2016年第09期 摘要:介绍了基于4μm双极对通隔离兼容JFET工艺的双运算放大器集成电路芯片的版图设计。版图设计的主出发点是高精度、高速和高可靠性三方面。版图中各模块采用对称设计,关键元件的匹配采用了共质心对称设计。芯片测试结果表明,JFET输入双运算放大器的输入偏置电流和失调电流均达到了200pA以下,电路的转换速率达到了10V/μs,增益带宽积 4.5MHz,很好的实现了预定电路功能。芯片成品率达90%。 关键词:JFET;运算放大器;版图设计;可靠性 0 引言 该JFET输入运算放大器主要用在高速积分器、快速D/A转换器、采样-保持等电路中,其关键技术指标是高精度、高速和高可靠。作为集成电路设计流程中最重要的一个环节,芯片版图的设计将是提高电路精度、成品率和可靠性的关键因素。 1 芯片功能及原理图 本文设计的JFET输入双运算放大器输入偏置电流最大200pA,失调电流最大50pA,失调电压最大2mV,共模抑制比最小85dB,电源抑制比最小85dB,电压增益最小90dB,转换速率最小10V/μs,增益带宽积最小4.5MHz。电路由失调调零电路、输入ESD保护电路、偏置电路、差分输入电路、电压放大电路、输出扩流电路、保护电路组成。电路原理图如图1所示。 2 芯片版图设计 2.1 芯片版图的平面设计 本文设计的JFET输入双运算放大器最大的热源就是输出扩流电路,为了保证电路精度,降低温度对输入部分的影响,应该将差分输入电路远离输出扩流电路;保护电路需要测量输出管的电流和结温(主要是电流),因此需把它放在贴近输出扩流电路的位置;电路失调调零电路考虑到电路中测应放在芯片边缘;偏置电路采用正温度系数的扩散电阻和负温度系数的齐纳二极管串联,基本消除了温度的影响,可以放在输出扩流电路边上,同时降低了温度对差分输入电路的影响。

集成电路版图设计小论文

集成电路版图设计 班级姓名学号 摘要:介绍了集成电路版图设计的各个环节及设计过程中需注意的问题,然后将IC版图设计与PCB版图设计进行对比,分析两者的差异。最后介绍了集成电路版图设计师这一职业,加深对该行业的认识。 关键词: 集成电路版图设计 PCB版图设计版图设计师 Abstract Introduces the integrated circuit layout design each link and the problems needing attention in the design process, and then the IC layout design and PCB layout design are compared, analyzed the differences. Finally introduced the IC Layout Designer this occupation, deepen the understanding of the industry. Keywords: integrated circuit layout design PCB layout design the IC Layout Designer 引言: 集成电路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。一个优秀的掩模版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。 一、集成电路版图设计的过程 集成电路设计的流程:系统设计、逻辑设计、电路设计(包括:布局布线验证)、版图设计版图后仿真(加上寄生负载后检查设计是否能够正常工作)。集成电路版图设计是集成电路从电路拓扑到电路芯片的一个重要的设计过程,它需要设计者具有电路及电子元件的工作原理与工艺制造方面的基础知识,还需要设计者熟练运用绘图软件对电路进行合理的布局规划,设计出最大程度体现高性能、低功耗、低成本、能实际可靠工作的芯片版图。集成电路版图设计包括数字电路、模拟电路、标准单元、高频电路、双极型和射频集成电路等的版图设计。具体的过程为: 1、画版图之前,应与IC 工程师建立良好沟通在画版图之前,应该向电路设计者了解PAD 摆放的顺序及位置,了解版图的最终面积是多少。在电路当中,哪些功能块之间要放在比较近的位置。哪些器件需要良好的匹配。了解该芯片的电源线和地线一共有几组,每组之间各自是如何分布在版图上的? IC 工程师要求的工作进度与自己预估的进度有哪些出入?

集成电路版图设计(反向提取与正向设计)

集成电路设计综合实验报告 班级:微电子学1201班 姓名: 学号: 日期:2016年元月13日

一.实验目的 1、培养从版图提取电路的能力 2、学习版图设计的方法和技巧 3、复习和巩固基本的数字单元电路设计 4、学习并掌握集成电路设计流程 二.实验内容 1. 反向提取给定电路模块(如下图所示),要求画出电路原理图,分析出其所完成的逻 辑功能,并进行仿真验证;再画出该电路的版图,完成DRC验证。 2. 设计一个CMOS结构的二选一选择器。 (1)根据二选一选择器功能,分析其逻辑关系。 (2)根据其逻辑关系,构建CMOS结构的电路图。 (3)利用EDA工具画出其相应版图。 (4)利用几何设计规则文件进行在线DRC验证并修改版图。 三.实验原理 1. 反向提取给定电路模块 方法一:直接将版图整体提取(如下图)。其缺点:过程繁杂,所提取的电路不够直观,不易

很快分析出其电路原理及实现功能。 直接提取的整体电路结构图 方法二:将版图作模块化提取,所提取的各个模块再生成symbol,最后将symbol按版图连接方式组合成完整电路结构(如下图)。其优点:使电路结构更简洁 直观、结构严谨、层次清晰,更易于分析其原理及所实现的功能。 CMOS反相器模块CMOS反相器的symbol CMOS传输门模块 CMOS传输门的symbol

CMOS三态门模块 CMOS三态门的symbol CMOS与非门模块 CMOS与非门的symbol 各模块symbol按版图连接方式组合而成的整体电路 经分析可知,其为一个带使能端的D锁存器,逻辑功能如下:

①当A=1,CP=0时,Q=D,Q—=D—; ②当A=1,CP=1时,Q、Q—保持; ③当A=0,Q=0,Q—=1。 2.CMOS结构的二选一选择器 二选一选择器(mux2)的电路如图所示,它的逻辑功能是: ①当sel=1时,选择输入A通过,Y=A; ②当sel=0时,选择输入B通过,Y=B。 二选一选择器(mux2)由三个与非门(nand)和一个反相器(inv)构成(利用实验1 的与非门和反相器symbol即可)。 CMOS结构的二选一选择器整体电路 按照层次化设计方法,mux2的版图层次如下图所示,有底层的PMOS管和NMOS管组成高一级的与非门和反相器,加上布局mux2的连接线,在组成顶级的mux2版图。 四.实验步骤 1.反向提取给定电路模块

集成电路版图设计

《集成电路版图设计》 课内实验 学院:信息学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师:

模拟集成电路版图设计 集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节,是一个不可少的重要环节。通过集成电路的版图设计,可以将立体的电路系统变为一个二维的平面图形,再经过工艺加工还原于基于硅材料的立体结构。因此,版图设计是一个上承的电路系统,下接集成电路芯片制造的中间桥梁,其重要性可见一斑。但是,集成电路版图设计是一个令设计者感到困惑的一个环节,我们常常感到版图设计似乎没有什么规矩,设计的经验性往往掩盖了设计的科学性,即使是许多多年版设计经验的人有时候也说不清楚为何要这样或者那样设计。在此,集成电路版图设计是一门技术,它需要设计者具有电路系统原理与工艺制造方面的基础知识。但它更需要设计者的创造性,空间想象力和耐性,需要设计者长期工作的经验和知识的积累,需要设计者对日异月新的集成电路发展密切关注和探索。一个优秀的版图设计者对于开发超性能的集成电路是极其关键的。在版图的设计和学习中,我们一直会面临 匹配技术 降低寄生参数技术 熟悉电路作用(功能,频率) 电流密度的计算(大电流和小电流的电流路径以及电流流向) 等这些基本,它们也是最重要的问题。 版图的设计,从半导体制造工艺,到最后的后模拟过程都是非常关键

的,里面所涉及的规则有1500——2000条,一些基本问题的解决方法和设计的调理化都将在下面提及。 模拟集成电路版图设计流程: 阅读研究报告 理解电路原理图 了解电路的作用 熟悉电流路径晶大小 知道匹配器件 明白电路中寄生,匹配,噪声的产生及解决方案 对版图模块进行平面布局 对整个版图进行平面布局 熟练运用cadence软件进行版图绘制 Esd的保护设计 进行drc与lvs检查 整理整个过程中的信息时刻做记录 注意在设计过程中的交流

集成电路与工艺版图设计

DC-DC 变换器中误差放大器AMP 模块版图设计 1 DC —DC 变换器中误差放大器AMP 模块电路 误差放大器是整个变换器电路的核心,从原理上说,误差放大电路内部实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。误差放大器的电路结构如下: V I N R40 V1 DC = 3V R5 误差放大器的原理图如下: L = 2u 版图是集成电路从设计走向制造的桥梁,它包含了集成电路尺寸,电阻电容大小等器件相关的物理信息数据。版图设计是创造工程制图(网表)的精确的物理

描述过程,即定义各工艺层图形的形状,尺寸以及不同工艺层的相对位置的过程。其设计目标有以下三方面: 1. 满足电路功能,性能指标,质量要求; 2. 尽可能节省面积,以提高集成度,降低成本; 3. 尽可能缩短连线,以减少复杂度,缩短延时,改善可能性。 下面是我对误差放大器AMP模块版图设计及仿真的过程。 2DC—DC变换器中误差放大器AMP模块版图设计及仿真 2.1版图设计的前仿真 2.1.1替换及其他基本设置 此次版图所用工艺为MOSIS/ORBIT 1.2u SCNA。(设置替换路径为: C:\program files\Tanner EDA\Tanner Tools v13.1\L-Edit and LVS\Tech\Mosis\morbn12)

替换设置后,将设置-设计-technology下的technology to micro map 改为: 1 Lambda= microns。

2.1.2版图的基本绘制 下面为常用的CMOS工艺版图与工艺的关系: (1)N阱:做N阱的封闭图形处,窗口注入形成P管的衬底 (2).有源区:做晶体管的区域(G,D,S,B区),封闭图形处是氮化硅掩蔽层,该处不会长场氧化层 (3).多晶硅:做硅栅和多晶硅连线。封闭图形处,保留多晶硅。 (4).有源区注入:P+,N+区。做源漏及阱或衬底连接区的注入 (5).接触孔:多晶硅,扩散区和金属线1接触端子。 (6).金属线1:做金属连线,封闭图形处保留铝 (7).通孔:两层金属连线之间连接的端子

集成电路版图设计实验心得

集成电路版图设计实验心得 实验心得,总结:集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路,如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计,更别说自己能够将它做好。因此,我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术,熟悉相关工具软件,学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。下面介绍下此次课程实验的主要内容:一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管:当没有加上反向偏压时,为导通状态,正向导通;在加上反向偏压后,反向阻断,变为截止状态,且耗尽所有能量;当两端都接上负载时,电流经过负载电阻降为0,同时功耗降到最小。二极管有如下特性:(1)结电容,很小(约10^-9法拉,正常情况下为0.7左右)。(2)特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。在静态工作点附近,当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大; 实验心得,总结:集成电路版图设计是由基本门电路搭建组合而成的大型复杂电路,如果对其中的关键参数不了解就无法进行相应的设计,更别说自己能够将它做好。因此,我们有必要掌握集成电路设计的相关知识与技术,熟悉相关工具软件,学会使用电子技术手段和方法来完成芯片功能设计、版图绘制以及相关的技术文档编写等。下面介绍下此次课程实验的主要内容:一、简单的 CMOS 逻辑模块设计1. CMOS 器件及工作原理二极管:当没有加上反向偏压时,为导通状

态,正向导通;在加上反向偏压后,反向阻断,变为截止状态,且耗尽所有能量;当两端都接上负载时,电流经过负载电阻降为0,同时功耗降到最小。二极管有如下特性:(1)结电容,很小(约10^-9法拉,正常情况下为0.7左右)。(2)特性曲线是一条垂直于管子轴线的一条曲线。在静态工作点附近,当二极管加上反向电压后,它可以看成一个一端开路另外一端短路的普通二极管;在整个工作区内它几乎处于完全饱和状态,其电流随着电压增大而迅速增大;当电压减小到某 一值后,电流突然减少,并且这个电流的值为管子特性曲线的斜率,但仍保持原来的电流值不变,在管子轴线上电流不再是一条直线,管子的阻抗发生了翻转,导致其电流迅速下降。因此称之为“雪崩”效应。

集成电路版图设计报告

北京工业大学集成电路板图设计报告 姓名:张靖维 学号:12023224 2015年6 月1日

目录 目录 (1) 1 绪论 (2) 1.1 介绍 (2) 1.1.1 集成电路的发展现状 (2) 1.1.2 集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 (2) 1.1.3 CAD发展现状 (3) 2 电路设计 (4) 2.1 运算放大器电路 (4) 2.1.1 工作原理 (4) 2.1.2 电路设计 (4) 2.2 D触发器电路 (12) 2.2.1 反相器 (12) 2.2.2 传输门 (12) 2.2.3 与非门 (13) 2.2.4 D触发器 (14) 3 版图设计 (15) 3.1 运算放大器 (15) 3.1.1 运算放大器版图设计 (15) 3.2 D触发器 (16) 3.2.1 反相器 (16) 3.2.2 传输门 (17) 3.2.3 与非门 (17) 3.2.4 D触发器 (18) 4 总结与体会 (19)

1 绪论 随着晶体管的出现,集成电路随之产生,并极大地降低了电路的尺寸和成本。而由于追求集成度的提高,渐渐设计者不得不利用CAD工具设计集成电路的版图,这样大大提高了工作效率。在此单元中,我将介绍集成电路及CAD发展现状,本次课设所用EDA工具的简介以及集成电路设计流程等相关内容。 1.1 介绍 1.1.1集成电路的发展现状 2014年,在国家一系列政策密集出台的环境下,在国内市场强劲需求的推动下,我国集成电路产业整体保持平稳较快增长,开始迎来发展的加速期。随着产业投入加大、技术突破与规模积累,在可以预见的未来,集成电路产业将成为支撑自主可控信息产业的核心力量,成为推动两化深度融合的重要基础。、 1.1.2集成电路设计流程及数字集成电路设计流程 集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分,将设计基本分为两部分:芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括:功能设计阶段,设计描述和行为级验证,逻辑综合,门级验证(Gate-Level Netlist Verification),布局和布线。模拟集成电路设计的一般过程:电路设计,依据电路功能完成电路的设计;.前仿真,电路功能的仿真,包括功耗,电流,电压,温度,压摆幅,输入输出特性等参数的仿真;版图设计(Layout),依据所设计的电路画版图;后仿真,对所画的版图进行仿真,并与前仿真比较,若达不到要求需修改或重新设计版图;后

集成电路版图设计的技巧分析

集成电路版图设计的技巧分析 摘要:集成电路产品只有拥有更小的尺寸和更好的良率才能在市场竞争中脱颖 而出,这就要求版图设计人员拥有更加专业的水平和更高的技能。基于此,本文 主要分析了集成电路版图设计的技巧。 关键词:集成电路;版图设计;布局;技巧 1集成电路版图设计的概述 在集成电路设计的过程中,版图设计是最后一个设计环节,起到一个收尾的作用,是在 前面系统设计、逻辑设计及电路设计的基础上所开展的。集成电路的版图设计包括很多方面,是将电路拓扑为电芯片的必要手段。因为之前的集成电路设计都是在图纸上完成的, 要想将这些设计应用在实际的集成电路芯片上,就必须要对其进行线路布局和版图设计。 2集成电路版图设计流程分析 2.1与电路设计者进行有效沟通 在版图设计开始之前,版图设计师需要跟电路设计师取得良好的沟通。需要了解他对于 工作进度的安排以及对版图面积的要求。知道哪些功能模块在电路中特别重要,哪些器件 需要进行高度的匹配以及哪些模块之间可以就近摆放或者需要进行相应的隔离处理。还包括 要了解电路中哪些是大电流的部分,需要多大的线宽等等一系列版图设计的细节。版图设计 师只有在设计的初始阶段尽可能多的了解和熟悉版图设计中的要点和值得注意的事项,才能 在整个芯片设计过程中更有针对性的进行优化。 2.2全局规划设计 全局规划设计环节决定着相关元件所处的位置和分布方式,一般来讲这一布局设计与已 经成型的电路图很相像,只需要按照每个模块的面积作出相应调整,使其以最紧凑的合理方 式结合在一起。另外,在全局设计中还要注意合理设计焊盘的分布,焊盘的布局原则是在 满足电路内部信号连接的基础上,尽可能减少使用面积和芯片成本。 2.3分层设计 分层设计是在全局规划的基础上,按照从大模块到小模块的设计顺序,将各种功能模块 的电路划分为一个个单元,然后合理的设计这些单元内部的子模块和器件。通过先完成底 层子模块级别的版图设计,再一层一层逐步往上,进一步整合完成最上层的整个集成电路 的版图设计。 2.4版图的验证2.4.1DRC 验证 DRC 是设计规则检查,根据工艺设计规则对版图进行检查,如果发现存在违反设计规则 的地方会在版图上标记,并显示错误的原因。此时,版图设计工程师就要根据提示做出相 应的更改,直到没有DRC 报错为止。在版图设计的最初阶段就要对每个模块进行DRC 验证,以确保每个底层的模块都是符合设计规则的。否则如果等到最上层布局布线完成后,才发现 模块内部有大量的DRC 错误就会很难修改,有的甚至会影响到整个项目的进度。 2.4.2ANT 检查

版图设计论文15篇

版图设计论文15篇 版图设计论文 摘要:集成电路版图设计教学应面向企业,按照企业对设计工程师的要求来安排教学,做到教学与实践的紧密结合。从教学开始就向学生灌输IC行业知识,定位准确,学生明确自己应该掌握哪些相关知识。从集成电路数字版图、模拟版图和逆向设计版图这三个方面就如何开展教学可以满足企业对版图工程师的要求展开探讨,安排教学有针对性。在教学方法与内容上做了分析探讨,力求让学生在毕业后可以顺利进入IC行业做出努力。 关键词 版图设计设计论文设计 版图设计论文:一种基于厚膜工艺的电路版图设计 摘要:在电子线路版图设计中,通常采用印刷线路板技术。如果结合厚膜工艺技术,可以实现元器件数目繁多,电路连接复杂,且安装空间狭小的电路版图设计。通过对3种不同电路版图设计方案的理论分析,确定了惟一能满足要求的设计方案。基于外形尺寸的要求,综合考虑电路的性能和元件的封装形式,通过合理的电路分割和布局设计,验证了设计方案的合理性和可实现性。体现了厚膜工艺技术在电路版图设计中强大的优越性,使一个按常规的方法无法实现的电路版图设计问题迎刃而解。 关键词:电路版图设计;电路分割设计;厚膜混合集成电路;厚膜工艺 0 引言 随着电子技术的飞速发展,对电子设备、系统的组装密度的要求越来越高,对电路功能的集成度、可靠性等都提出了更高的要求。电子产品不断地小型化、轻量化、多功能化。除了集成电路芯片的集成度越来越高外,电路结构合理的版图设计在体积小型化方面也起着举足轻重的作用。

1 厚膜工艺技术简述 厚膜工艺技术是将导电带和电阻通过丝网漏印、烧结到陶瓷基板上的一种工艺技术[1]。 厚膜混合集成电路是在厚膜工艺技术的基础上,将电阻通过激光精调后,再将贴片元器件或裸芯片装配到陶瓷基板上的混合集成电路[2]。 厚膜混合集成电路基本工艺流程图见图1。 图1 厚膜工艺流程图 厚膜工艺与印制板工艺比较见表1。 2 电路版图设计 2.1 设计要求 将电路原理图(图2,图3)平面化设计在直径为34 mm的PCB板上(对电路进行分析后无需考虑相互干扰),外形尺寸图见图4。其中:序列号及电源为需要引出的引脚。 表1 厚膜工艺与印制板工艺比较 图2 原理图(1)

集成电路版图设计中的失配问题研究

集成电路版图设计中的失配问题研究 1. 引言 1.1 研究背景 集成电路版图设计中的失配问题一直是工程师们在设计过程中需要面对的一个重要问题。失配问题指的是电路中器件参数、温度、工艺变化等因素引起的性能不一致现象,可能导致电路性能不稳定甚至故障。由于集成电路设计的复杂性和器件集成度越来越高,失配问题也变得越来越严重。 研究背景:随着微纳米器件逐渐普及,失配问题已成为影响集成电路性能的主要因素之一。传统的失配问题会导致电路性能偏差,甚至在极端情况下可能导致电路失效。对失配问题的研究和解决显得尤为重要。随着工艺的不断推进,新型失配问题也不断涌现,需要不断探索新的解决方案。 通过对失配问题的深入研究,可以帮助工程师们更好地理解器件性能变化规律,提高集成电路的可靠性和性能。本文将对集成电路版图设计中的失配问题进行系统地探讨,从失配问题的概述、影响因素分析、常见解决方案等多个方面展开研究,以期为工程师们在实际设计中提供一定的参考和帮助。 1.2 研究意义

集成电路版图设计中的失配问题研究具有重要的研究意义。失配 问题是影响集成电路性能和可靠性的重要因素之一,对集成电路的稳 定性和性能影响巨大。通过深入研究失配问题,能够帮助设计工程师 更好地理解和解决集成电路设计中的失配问题,提高集成电路的性能 和可靠性,满足市场需求。 失配问题的研究有助于提高集成电路设计的效率和准确性。通过 对失配问题进行深入分析,可以找出失配问题的影响因素,研究常见 的失配问题解决方案,进而指导设计工程师在集成电路设计过程中更 好地应对失配问题,提高设计效率,降低设计成本。 失配问题的研究对于促进集成电路行业的发展和创新具有重要意义。随着集成电路技术的不断发展,失配问题也在不断凸显出来,对 于解决失配问题,推动集成电路技术的进步具有重要的现实意义。开 展集成电路版图设计中失配问题的研究,对于促进集成电路行业的创 新和发展具有积极的意义。 2. 正文 2.1 失配问题概述 失配问题是集成电路设计中一个非常重要的问题,它通常指的是 器件参数的偏离或不一致性导致的性能差异。在集成电路中,由于工 艺制造过程的无法完全精确控制,不同的器件可能会存在微小的偏差,这些偏差在长时间使用或者在特定工作条件下可能会产生明显的影响,从而影响整个电路的性能表现。

(实习报告)集成电路版图设计的实习报告

(实习报告)集成电路版图设计的实习报告关于在深圳菲特数码技术有限公司成都分 公司从事集成电路版图设计的实习报告一、实习单位及岗位简介 (一)实习单位的简介 深圳菲特数码技术有限公司成立于2005年1月,总部位于深圳高新技术产业园。深圳市菲特数码技术有限公司成都分公司于2007年10月在成都设立研发中心,位于青羊工业集中发展区B区12栋2楼。菲特数码技术有限公司员工总人数已超过50人,其中本科以上学历占90%。菲特公司拥有一支集嵌入式系统、软件技术、集成电路设计于一体的综合研发团队,其核心人员均是来自各个领域的资深专家,拥有多年成功研发经验,已在手持多媒体,车载音响系统,视频监控等多个领域有所斩获。菲特公司以自有芯片技术为核心原动力,开展自我创新能力,并于2006年申请两项技术专利,且获得国家对自主创新型中小企业扶持的专项资金。 主要项目电波钟芯片设计及方案开发;视频专用芯片设计及监控摄像头方案开发、监控DVR方案开发;车载音响系统方案开发;网络电视、网络电话方案开发。 (二)实习岗位的简介 集成电路版图设计是连接设计与制造工厂的桥梁,主要从事芯片物理结构分析、版图编辑、逻辑分析、版图物理验证、联系代工厂、版图自动布局布线、建立后端设计流程等。版图设计人员必须懂得集成电路设计与制造的流程、原理及相关知识,更要掌握芯片的物理结构分析、版图编辑、逻辑分析、版图物理验证等专业技能。 集成电路版图设计的职业定义为:通过EDA设计工具,进行集成电路后端的版 图设计和验证,最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。

通常由模拟电路设计者进行对模拟电路的设计,生成电路及网表文件,交由版图设计者进行绘制。版图设计者在绘制过程中需要与模拟电路设计者进行大量的交流及讨论,这关系到电路最终的实现及最终芯片的性能。这些讨论涉及到电流的走向,大小;需要匹配器件的摆放;模块的摆放与信号流的走向的关系;电路中MOS 管、电阻、电容对精度的要求;易受干扰的电压传输线、高频信号传输线的走线问题。而且要确保金属线的宽度和引线孔的数目能够满足要求(各通路的电流在典型情况和最坏情况的大小),尤其是电源线和地线的宽度。在进行完这些讨论之后,版图设计者根据这些讨论所得到的信息及电路原理图开始着手对版图的绘制,在绘制过程中遇到的问题,比如牵涉到敏感信号的走线,高精度匹配器件的摆放,连接等,都需及时与模拟电路设计者进行讨论,以确保模拟电路设计者的思想及电路能以最好的方式实现。同时版图设计者需要对所采用的代工厂所提供的工艺文件,规制文件有仔细的阅读和理解,并按照这些规则进行版图的绘制。 绘制完成后需要进行DRC,即设计规则检查,以保证所绘制电路可在代工 1 厂的所提供的工艺精度下完成芯片的制造。如有错误则需进行相关修改,直至满足设计规则为止。 完成DRC后需要进行LVS,即版图与电路图的对照,通常根据LVS的规则文件对版图所生成的网表与模拟电路设计者所提供的电路网表文件进行对照,确保版图的物理连接与电路设计者所设计的电路一致,如有错误进行相关修改,直至与电路网表一致为止。 在完成DRC和LVS之后还需进行版图的寄生参数提取,所提取的数据包括寄生电阻,寄生电容,寄生电感(射频电路中会考虑此项)。电路设计者根据这些参数进行后仿真并与原电路的仿真结果进行比较,如有较大差距,则需与版图设计者讨论,交由版图设计者进行修改,直至满足仿真结果为止。

集成电路版图设计

《集成电路版图设计》 学院:_____________ 专业班级:_____________ 学号:_____________ 学生姓名:_____________ 指导教师:_____________

摘要 什么是集成电路?把组成电路的元件、器件以及相互间的连线放在单个芯片上,整个电路就在这个芯片上,把这个芯片放到管壳中进行封装,电路与外部的连接靠引脚完成。 什么是集成电路设计?根据电路功能和性能的要求,在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下,尽量减小芯片面积,降低设计成本,缩短设计周期,以保证全局优化,设计出满足要求的集成电路。 《集成电路版图设计》基于Cadence软件的集成电路版图设计原理、编辑和验证的方法。

本次实验是基于Cadence版图设计软件平台,采用L50C7工艺库,设计一个运算放大器,并且,为了防止电路中各元件间产生闩锁效应,在实际生产流片中每个元件都应该添加保护环,以防止各元件间电流之间产生各种影响。并且增加电路的稳定性和可靠性。 电路的验证采用的是Calibre验证工具,对电路版图进行了DRC验证和LVS验证。 关键词:Calibre,运算放大器

目录 一、电路设计流程 (1) 二、版图的制作流程 (2) 三、二级运算放大器的原理图 (3)

四、器件尺寸的计算 (4) 五、二级运算放大器原理图 (5) 六、二级运算放大器版图 (9) 心得体会 (11) 参考文献 (12)

一、电路设计流程 设计规范 行为级描述 RTL描述(HDL) 功能验证与测试 逻辑组合 门级网表 逻辑验证与测试 布局布线 画物理版图 版图验证 设计规范是为了确定电路要应用的工艺,和所需要的指标。这些指标包括:电源电压、功耗、增益、带宽、失真、噪声、输入输出动态范围、电路面积等。行为级描述是实现系统功能所必须的编辑。然后实行RTL描述,功能验证和测试,进行对错误的排除,再设计逻辑组合和门级网表,验证这些组合和网表是否正确,所有都正确了后进

《基于L-Edit的mos管版图设计》-毕业论文

---文档均为word文档,下载后可直接编辑使用亦可打印--- 摘要 集成电路版图是电路系统与集成电路工艺之间的中间环节,集成电路版图设计是指把一张经过设计电子电路图用于集成电路制造的光刻掩膜图形,再经过工艺加工制造出能够实际应用的集成电路。 画电路元器件的版图需要熟练使用版图设计软件,熟悉电路知识和版图设计规则,掌握MOS管,电阻,电容等基本元器件的内部结构及版图画法,通过对门电路和主从JK触发器电路的版图设计,熟悉电路元器件的版图布局,元器件版图间的连线等设计方法,在版图设计规则无误的前提下做到电路的版图结构紧密,金属连线达到最优化的目的;本文的主要任务是掌握MOS管,电阻,电容等基本元器件的内部结构及版图画法,通过主从JK触发器电路的版图设计,掌握版图布局及元器件版图间的连线等设计方法。 关键词L—Edit软件版图设计

Abstract The layout of integrated circuit is the intermediate link between the circuit systematic technology of integrated circuit, the territory design of integrated circuit denotes to seek one via design electronic circuit, is used in the photoetching of the production of integrated circuit to cover membrane graph, happen again via technology processing production can the integrated circuit of actual application. The layout needs of drawing circuit components are skilled to use layout design software, familiar circuit knowledge and layout design rule, grasp MOS pipe, the internal structural and layout technique of painting of the basic components such as resistance and capacity is designed through the layout of the circuit of the house opposite and the JK trigger circuit of principal and subordinate, it is close that the even line etc. design method between components layout and the layout of familiar circuit components accomplish the layout structure of circuit under the layoutdesign regular prerequisite without mistake, metal links the purpose with the line reaching optimization. The major task of this paper is to grasp MOS pipe, the internal structural and layout technique of painting of the basic components such as resistance and capacity is designed through the layout of the JK trigger circuit of principal and subordinate, grasp the even line etc. design method between territory layout and components layout. Key Words:L—Edit software layout

Bandgap集成电路掩模版图设计

摘要 集成电路掩模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、本钱与功能。模拟版图设计对电路的性能有更高的要求,要求模拟版图设计者使用更多的方法去优化电路,减小电路的寄生参数,提高电路的稳定性。 本论文首先介绍半导体制造技术、模拟IC版图设计的根本流程,然后通过bandgap 的单元版图设计到整体版图设计流程具体介绍模拟版图设计的一些细节和一些问题的解决方法,最后介绍一些平面布局与封装技术。 本设计使用cadence 全定制设计工具IC610进展bandgap的版图设计,其后使用diva对版图进展物理验证。 关键词:版图;bandgap;cadence;IC Abstract IC mask layout are essential to achieve the design of integrated circuit manufacturing sectors, it is not only related to the IC's functions are correct, but also great extent affect IC performance, cost and functionality. Simulate the performance of the circuit layout have higher demands to analog layout designers to use more methods to optimize the circuit, reducing the parasitic circuit parameters, to improve the stability.This paper first introduces the semiconductor manufacturing technology, analog IC layout design of the basic flow, then bandgap of the cell layout to the overall layout design process specific analog layout design introduced some of the details and some solution to the problem, and finally introduce some layout and packaging technology. The design of full custom design using cadence tools IC610 for bandgap of the layout design, then use the diva of the physical layout verification.Keywords: layout; bandgap; cadence; physical verification 目录

集成电路设计与集成系统毕业论文文献综述

集成电路设计与集成系统毕业论文文献综述引言 集成电路设计与集成系统在现代电子科技领域中起着至关重要的作用。随着电子产品的不断普及和发展,对于集成电路设计与集成系统的需求也不断增加。本文将对相关文献进行综述分析,探讨当前集成电路设计与集成系统领域的研究热点与趋势。 1. 集成电路设计流程与方法 1.1 电路设计流程 电路设计流程是集成电路设计的关键环节,直接影响到电路设计的效率和质量。通过对不同研究文献的综述,可以发现集成电路设计流程分为需求分析、电路设计、验证验证等多个阶段。其中,集成电路设计的关键在于如何确定电路的功能需求、选择合适的电路结构与拓扑,并进行相应的仿真验证。目前,许多研究致力于改进电路设计流程,以提高设计效率和质量。 1.2 电路设计方法 在集成电路设计中,不同的设计方法适用于不同的电路拓扑结构与应用场景。常见的电路设计方法包括非线性规划方法、遗传算法、模拟优化方法等。其中,非线性规划方法通过数学模型对电路进行建模和优化,能够得到较为准确的设计结果;遗传算法是一种基于自然界进化原理的算法,通过逐代进化找到最优解;模拟优化方法则通过模

拟物理过程进行电路设计优化。未来,随着人工智能和机器学习的发展,也将为电路设计带来新的方法与思路。 2. 集成系统设计与应用 2.1 集成系统设计 集成系统设计是指将不同功能模块集成到一个芯片中,以实现特定 的功能需求。随着电子技术的发展,集成系统设计已经成为电子产品 发展的趋势。当前,集成系统设计成为研究的热点领域之一。研究者 们关注如何在小尺寸芯片上实现更多的功能模块,并提高整个系统的 性能和稳定性。 2.2 集成系统应用 集成系统被广泛应用于各个领域,例如智能手机、物联网、人工智 能等。其中,智能手机领域是集成系统应用的典型代表。在智能手机中,集成系统被用于实现多种功能,如通信、图像处理、声音处理等。而物联网和人工智能等领域也对集成系统的设计与应用提出了新的要 求和挑战。 3. 集成电路设计与集成系统发展趋势 3.1 特征尺寸的不断缩小 随着半导体工艺的不断进步,集成电路的特征尺寸不断缩小。特征 尺寸的缩小使得集成电路在单位面积上能够容纳更多的功能模块,从 而提高整体性能。然而,特征尺寸的缩小也带来了新的问题,如制程 可靠性、热管理等方面的挑战。

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