版图设计
电路版图设计一般流程
电路版图设计一般流程1. 确定需求和规格在开始设计电路板之前，首先需要明确产品的具体需求和规格。
这包括产品的功能要求、性能要求、工作环境等。
只有清楚明确了需求和规格，才能够确定电路板设计的方向和目标。
2. 选择器件根据产品的需求和规格，选择适合的器件和元器件。
这包括集成电路、传感器、连接器等各种器件。
在选择器件时，需要考虑器件的性能、价格、供货周期等因素，确保选择的器件能够满足产品的需求。
3. 电路原理图设计根据选定的器件，绘制电路原理图。
电路原理图是电路板设计的基础，它反映了整个电路的连接关系和工作原理。
在设计电路原理图时，需要考虑电路的稳定性、可靠性和性能，确保电路能够正常工作。
4. PCB布局设计根据电路原理图，设计PCB（Printed Circuit Board）的布局。
PCB布局设计是电路板设计的关键环节，它直接影响到电路板的性能和可靠性。
在进行PCB布局设计时，需要考虑到器件的布局、信号的传输路径、电源的分布等因素，确保布局的合理性和稳定性。
5. 电路仿真和调试完成PCB布局设计后，需要进行电路仿真和调试。
通过电路仿真软件模拟电路的工作过程，检验电路的稳定性和性能。
根据仿真结果进行调整和优化，直到满足产品的需求为止。
6. PCB制造和组装完成电路板设计后，需要将PCB制造出来，并进行元器件的组装。
选择信誉良好的PCB制造厂商和组装厂商，确保PCB的质量和可靠性。
在组装过程中，需要注意器件的焊接、布线和测试，确保电路板能够正常工作。
7. 电路测试和验证完成PCB制造和组装后，需要进行电路的测试和验证。
通过各种测试方法对电路板进行验证，确保电路的稳定性和性能。
如果测试通过，就可以将电路板用于产品中；如果测试不通过，需要进行调整和优化，直到满足产品的要求为止。
总的来说，电路板设计是一项复杂而严谨的工作，需要经过多个环节的精心设计和调试。
只有经过严密的设计流程，才能确保最终产品的质量和性能。
集成电路版图设计
02 集成电路版图设计基础
CHAPTER
电路设计基础
01
模拟电路设计
02
运算放大器
03
比较器
04
触发器
电路设计基础
01
数字电路设计
02
组合逻辑电路
时序逻辑电路
03
04
可编程逻辑电 路
版图设计基础
版图编辑软件 ICEDrawer
版图设计基础
01
Laker
02
P甩 Pro
版图设计规则
03
版图设计基础
管的形状和尺寸等。
案例二：低功耗模拟电路版图设计
总结词
通过优化模拟电路的版图设计，实现低功耗的目的， 以满足便携式电子设备和物联网等领域的需求。
详细描述
低功耗模拟电路版图设计需要考虑模拟电路的性能和 功耗等方面，同时还需要考虑噪声和失真等方面的因 素。为了实现低功耗的设计，需要采用优化的版图设 计方法，如使用低阻抗的走线、优化晶体管的形状和 尺寸等。
3
antenna effect simulation
物理验证基础 01
P/R/O/L/C分析
热学参数分析（T）
03
02
电学参数分析（P/R/O）
电磁兼容性分析（EMC）
04
03 集成电路版图设计技术
CHAPTER
逻辑电路版图设计
逻辑电路
逻辑电路是实现逻辑运算和逻辑控制的电路，分为组合逻 辑电路和时序逻辑电路。在版图设计中，需要考虑到电路 的复杂性、功耗、速度等因素。
提高芯片的可测试性。
可制造性版图设计实践
符合制造规范
遵循制造规范和流程，确保版图设计具有良好的可制 造性。
芯片版图设计
芯片版图设计芯片版图设计是芯片设计的核心环节，它是将芯片电路设计文件转化为实际可以被制造的芯片版图的过程。
芯片版图设计涉及到电路布局、布线规则、功耗和信号完整性等方面，对芯片性能和可靠性有重要影响。
本文将介绍芯片版图设计的主要内容和流程。
芯片版图设计的主要内容包括电路网表、物理布局、电路布局、布线规则和接口电路设计等。
电路网表是芯片设计的基础，它描述了芯片中各个元件之间的互连关系。
物理布局是将电路网表中的元件在芯片上的具体物理位置确定下来，它考虑了元件之间的相对位置和布局约束。
电路布局是在物理布局的基础上对各个元件的电路连接进行布局，它考虑了信号的传输和电路的功耗。
布线规则是指芯片上各个元件之间的电路布线时需要满足的约束条件，它包括布线层次、电源与地的布线和电路阻抗的控制等。
接口电路设计是指芯片与外部系统之间的数据传输和信号处理的设计，它包括输入输出接口、时钟和复位电路的设计。
芯片版图设计的流程一般包括以下几个步骤。
首先是电路网表的生成，可以通过芯片设计软件自动生成，也可以手动编辑。
然后是物理布局的确定，根据芯片的规格和性能目标，确定各个元件的布局和位置。
接着是电路布局的设计，包括电路连接的布局和信号线的长度控制。
布线规则的制定是在芯片布局的基础上进行的，根据芯片的制造工艺和布线层次的限制，确定布线规则的相关参数。
接口电路的设计是芯片版图设计的最后一个环节，通过设计输入输出接口、时钟和复位电路等，确保芯片与外部系统的正常通信和工作。
芯片版图设计需要充分考虑芯片规格和性能要求，同时也要考虑制造工艺和布线层次的限制。
在设计过程中，需要进行电路模拟和仿真，确保电路的正确性和可靠性。
此外，布局和布线的优化也是芯片版图设计的关键，可以通过布线层次的合理划分、电源和地的布局和导引线的优化等手段，提高芯片的性能和可靠性。
综上所述，芯片版图设计是芯片设计中不可或缺的环节，它直接影响芯片的性能和可靠性。
芯片版图设计的内容包括电路网表、物理布局、电路布局、布线规则和接口电路设计等。
版图设计流程
版图设计流程版图设计是一项非常重要的工作，它直接关系到产品或者项目的整体形象和用户体验。
一个好的版图设计可以提升产品的吸引力和竞争力，因此，版图设计流程的规范性和有效性显得尤为重要。
在进行版图设计时，我们需要遵循一定的流程，以确保设计的高质量和高效率。
第一步，需求分析。
在进行版图设计之前，我们需要对产品或项目的需求进行充分的分析。
这包括对目标用户群体的需求分析，对产品功能和特性的分析，以及对市场和竞争对手的分析。
只有充分了解需求，我们才能进行有针对性的版图设计，满足用户的实际需求。
第二步，概念构思。
在完成需求分析后，我们需要进行概念构思。
这一阶段是版图设计的灵感迸发阶段，我们可以进行大胆的构思和创意的发挥。
在这个阶段，可以进行头脑风暴，绘制草图，或者进行一些简单的设计尝试，以寻找最合适的设计方向。
第三步，结构规划。
在完成概念构思后，我们需要进行版图设计的结构规划。
这包括对版图的整体结构进行规划，确定版面布局、内容分区、色彩搭配等。
在这一阶段，我们需要考虑版图的视觉引导和信息传达，确保用户在浏览版图时能够快速获取所需信息。
第四步，细节设计。
在完成结构规划后，我们需要进行版图设计的细节设计。
这包括对版面的各个细节进行精细化设计，包括文字排版、图标设计、配色搭配等。
在这一阶段，我们需要注重细节，确保版图的每一个元素都能够完美地融入整体设计中。
第五步，评审修改。
在完成版图设计后，我们需要进行评审和修改。
这一阶段需要邀请相关的人员对版图进行评审，包括设计师、产品经理、市场人员等。
根据评审意见，我们需要对版图进行适当的修改和调整，以确保设计符合实际需求和市场需求。
第六步，输出交付。
最后，我们需要将完成的版图设计进行输出和交付。
这包括将设计稿转化为可用的格式，如图片、PDF等，并交付给相关的部门或人员使用。
在交付时，我们需要确保设计的质量和准确性，以满足后续的使用需求。
总结。
版图设计流程是一个复杂而严谨的过程，需要设计师和相关人员的共同努力和配合。
电路版图设计一般流程
电路版图设计一般流程
电路版图设计的一般流程：
1.分析功能需求：首先，需要明确电路所要实现的功能，并对这些功能进行归类整合。
这涉及到确定输入变量、输出变量和中间变量。
2.框图设计：提出电路的功能要求，明确各功能块的功能及其相互间的连接关系，并进行框图设计。
3.设计单元电路：确定或设计各单元电路，确定其中的主要器件，并给出单元电路图。
4.整合单元电路：规范设计统一的供电电路即电源电路，并做好级联的设计，将各单元电路整合在一起。
5.设计电路全图：根据前面的设计，完成详尽的电路全图，确定全部元器件，并给出需用元器件清单。
6.绘制PCB图：根据元器件和电路设计，绘制印制电路板图，并给出相应的元器件分布图、接线图等。
如果是整机的设计，一般还需要提供整机结构图。
7.调试与测试：对于业余设计或单体实验开发类的电路，需要进行调试与测试，并给出实验与测试的结果。
8.编写设计说明书或报告：最后，需要编写设计说明书或设计报告，以便其他人理解和使用所设计的电路。
版图设计重要知识点
版图设计重要知识点版图设计是指在平面传媒中利用文字、图片、色彩等元素进行排版，使之达到美观、易读和传达信息的目的。
良好的版图设计能够吸引读者的眼球，提升阅读体验，下面将介绍版图设计中的几个重要知识点。
一、页面布局页面布局是版图设计的基础，它决定了各个元素的位置、大小、顺序和比例。
常见的页面布局有对称布局、平衡布局和协同布局等。
对称布局指的是页面元素在水平或竖直方向上的对称排列，能够给人以稳定、整齐的感觉；平衡布局指的是页面元素在整个页面上的均衡分布，使得视觉上的重量平衡；协同布局则是指页面元素之间相互协调，形成整体效果。
二、字体选择在版图设计中，字体的选择很重要，它直接影响到文字的易读性和美观性。
在选择字体时，应考虑到字体的风格与内容的一致性，同时还要考虑到字体的大小和行间距，以确保文字清晰可读。
常见的字体有宋体、黑体、楷体等，它们在不同的设计场景中有不同的应用。
三、色彩运用色彩是版图设计中的重要元素之一，它能够给人以视觉冲击力和情感表达。
在运用色彩时，需要考虑到色彩的搭配和对比，避免过于花哨或造成视觉疲劳。
一般情况下，可采用类似的色系进行配色，同时保持页面整体的统一性和和谐感。
四、图片选择图片在版图设计中有很大的作用，能够直观地传达信息和吸引读者。
在选择图片时，应根据内容和风格的需要进行挑选，同时要保证图片的清晰度和分辨率。
此外，在版图设计中，还可以通过调整图片的大小、位置和透明度等方式，与文字和其他元素进行融合，形成更好的视觉效果。
五、白空间利用白空间是指页面中没有被文字、图片和其他元素填充的空白区域。
合理利用白空间可以提升版图设计的美感和阅读体验，使页面显得更加整洁和舒适。
白空间不仅能够使得内容更加突出，还能够提高文字的可读性。
总之，版图设计是一门独特的艺术，需要设计师兼顾美观性和功能性，灵活运用各种元素来达到理想的效果。
通过合理的页面布局、字体选择、色彩运用、图片选择和白空间利用等知识点的运用，可以制作出吸引人眼球、易读且传递信息的版图设计作品。
版图设计
CMOS反相器中 决定nMOS和 pMOS管的间 距的设计规
则
2. 设计规则
CMOS反相器版图设计
2. 设计规则 违背设计规则带来的误差（3）
符合设计规则
不符合设计规则 有源区接触不良
2. 设计规则 违背设计规则带来的误差（4）
接触孔下不得有多晶或有源区边缘
3. 基本工艺层版图
N阱
3. 基本工艺层版图
有源区
用于制作nFET和pFET 有源区（Active） 被场氧（FOX）所隔开
3. 基本工艺层版图
满足电路功能、性能指标、质量要求 尽可能节省面积，以提高集成度，降低成本 尽可能缩短连线，以减少复杂度，缩短延时、
改善可靠性
1. 版图设计入门 EDA工具的作用
版图编辑（Layout Editor ）
规定各个工艺层上图形的形状、尺寸和位置
布局布线（Place and route ）
为了减小寄生效应，设计者也必须考虑对 电路结构进行局部甚至全部的修改。
掩膜版图设计流程
2. 设计规则
CMOS反相器版图设计
通过对CMOS反相器掩膜版图的设计来逐步讲解版图设 计规则的应用。
首先，我们要根据设计规则生成每个晶体管。
假设我们要设计一个具有最小晶体管尺寸的反相器。
扩散区接触孔的最小尺寸（能满足源极与漏极互连）、 扩散区接触孔到有源区两边的最小间隔决定了有源区 的宽度。
1．微米准则：用微米表示版图规则中 诸如最小特征尺寸和最小允许间隔的绝对 尺寸。
版图模拟集成电路版图设计工作流程
版图模拟集成电路版图设计工作流程
一、设计准备阶段
1.收集设计需求和规格
2.确定版图设计工具
（1）选择合适的版图设计软件
（2）熟悉工具操作方法
二、布局设计
1.绘制整体版图布局
（1）放置主要功能模块
（2）确定连线路径和间距
2.设计外围器件布局
（1）放置电容、电阻等器件
（2）保证布局紧凑和良好连接
三、器件布线
1.连接器件引脚
（1）确定引脚连接顺序
（2）绘制连线路径
2.优化布线
（1）考虑信号传输和功耗（2）调整布线路径提高性能
四、特殊器件设计
1.设计特殊功能模块
（1）绘制模拟电路部分（2）完成数字逻辑设计
2.验证特殊器件功能
（1）模拟仿真验证
（2）数字仿真测试
五、验证与调试
1.进行版图验证
（1）检查器件连接和间距（2）确保布局符合设计规范2.仿真验证
（1）电气仿真测试
（2）时序分析和功耗测试
六、提交版图
1.准备版图文件
（1）导出版图文件格式
（2）打包必要设计文件2.提交给布局工程师（1）交流设计细节和要求（2）确认后提交版图。
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VDD
VSS
cell via
m2
电源带
m1
2.基本单元的设计
基本单元通常包括如反相器，传输门等在电路 中需要（重复）使用的最基本的电路单元，每 一层的绘制都需要仔细考虑设计规则
如：传输门加法器中的基本单元有反相器、CMOS传输门
基本单元要按照等高的原则绘制，以保证单元之间互 连的兼容性，单元内部的连线采用金属1
APOLLO(自动)
同右
版图几何设计规则和 电学规则检查
DRACULA,DIVA,CALIBRE
网表一致性检 查和后仿真
最终版图数据 与测试向量
制版 与工艺流片
工艺模拟
计算机辅助 测试( ICCAT)
生产定型
二、IC设计规则(Design Rule)
1.宽度规则(Width rule):由工艺（光刻）极 限尺寸确定
CON.5
多晶硅栅上的接触孔到多晶 硅栅边界的距离
0.40x0.40
CON.5
0.40
CON.5
0.15
CON.7
0.15
CON.6 有源区的接触孔与栅的间距 0.30
CON.2 CON.3
CON.1 CON.6
Legend
Comp Poly 2 Contact
CON.4
CON.7 栅上的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ触孔与有源区间距 0.40
3.功能块的设计
功能块可以根据系统的复杂程度分为多级
如：传输门加法器中的功能块可分为异或门（非） 、和产生电路、进位产生电路
大部分工作是调用基本单元进行连线单元间的连线
4.PAD单元
PAD单元部分包括： （1）绑定金属线所需的 可靠连接区域 （2）ESD保护结构 （4）与内部电路相连的 接口 （3）输入、输出缓冲器
1.10
NW.4 N阱内的N区距N阱的边界
0.20
NW.3
NW.6
NW.2
NW.5
NW.4
Legend
Nwell NCOMP
PCOMP
NCOMP/PCOMP：有源区
DIF.1 宽度
0.30
DIF.2 沟道宽
0.40
DIF.3 NCOMP 到 NCOMP 距离 0.60
DIF.4 PCOMP 到 PCOMP 距离 0.60
2.间距规则(space rule)：避免短路
3.交叠规则（overlap rule）：防止实际工艺偏 差造成的开路或短路
二、IC设计规则 Cont. (以0.35umN阱CMOS工艺为例)
N阱：制作PMOS管的Nwell尺寸
NW.1 宽度
1.70
NW.2 N阱间距
1.10
NW.3 N阱内的P区距N阱的边界
PL2.2 PL2.6
PL2.4
PL2.5 Legend
PL2.1 PL2.3
N-Well Comp Poly 2 Contact
PL2.6a PL2.6b
PL2.6b PL2.6b
Dog Bone
接触孔 ：
CON.1 最大/最小接触孔尺寸
CON.2 接触孔最小间距
CON.3
扩散区的接触孔与边沿的距 离
DIF.7c DIF.12
DIF.8
DIF.10
多晶硅 ：
PL2.2 栅宽（3.3V）
PL2.3
栅间距 (excluding serifs)
PL2.4
栅与源漏区边界的最小 间距
PL2.5 栅超出有源区距离
0.3 5
0.4 5
0.5 0
0.45
PL2.3
0.05um PL2.5
0.1um
0.05um 0.05um
（1）绑定金属线所需的可靠连接区域
（2）ESD保护结构 ESD:ElectroStatic Discharge
输入I/O栅保护电路
5.版图检查与验证
DRC (ERC):设计规则检查 LVS：版图与原理图一致性验证
工具自动完成， 如
CALIBRE,DRAC ULA
DIF.6
N阱内NCOMP 到 PCOMP 距离
0.60
孤立的N/P注入区的最小
DIF.12
面积 (um2)
0.78
DIF.2
DIF.1
DIF.1
DIF.7 DIF.4
DIF.6
DIF.1
DIF.1 DIF.3
DIF.7 DIF.2
DIF.5 DIF.7c
Legend N-well NCOMP PCOMP Poly 2 Contact
Via4 Via3 Via2 via1
金属条两边覆盖过孔 （所有金属层 0.15
） PAD.1
PAD.2
PAD.3.10 PAD.3.11 PAD.3.12
POLYIMIDE
IMD4 IMD3 IMD2 IMD1 ILD FOX Si
PAD 3.13
PAD.3.14
键合点（PAD）
PAD.1 PAD.2 PAD.3.1
总体要求
系统功能设计
AHDL
寄存器传输级 描述
数字
子系统 /功能块
System C
Verilog(VHDL)
SPECTURE
逻辑图
SPICE/ SPECTURE
电路图
寄存器传输级 模拟与验证
综合
逻辑模拟 与验证
门级逻辑 网表
电路模拟 与验证
modelsim DC
modelsim
CADENCE的Virtuso 版图生成
Butting Contact (Polyicide Only)
金属条
Mn.3 Mn.2
Mn.1
Mn. 金属条宽 1
Mn. 金属条间距 2
Mn. 3
Mn.5
Mn.2
金属条两边覆盖过孔或
接触孔宽度
Mn.4
Legend
Metal Via/ Contact
Vn.2
Vn.1
Vn.3
0.6 0
0.6 0
0.1 5
说明：实际版图中，顶层金属会有不同，间距和条宽都 会增加。
过孔 ：
Vn.1 过孔尺寸 Vn.2 过孔间距
0.45 x 0.45
0.45
PAD 3.8
Vn.3
PAD.3.6 PAD.3.4 PAD.3.2
PAD.3.1
PAD.3.7 PAD.3.3
DIEL M5 M4 M3 M2 M1
PAD.3.5
半导体 集成电路
第13章MOS集成电 路版图设计基础
本章设问
• 为什么要进行集成电路版图设计？ • 工艺库文件的作用是什么？ • IC设计规则（Design Rule）规定的内容主
要包括什么。 • 怎么使用版图设计软件。
内容提要
IC设计流程 版图设计规则 版图设计步骤
一、IC设计流程
模拟
宽度
70
间距
30
顶层金属四周覆盖键合点距离
2.5
说明：实际版图中的pad都是有保护电路的，且厂商会 提供经过若干次实验的电路。
二、版图设计步骤(人工)
版图检查与验证 总体版图
布局布线 较大的功能块
布局布线 较小的功能块
布局布线 单元库中基本单元
布图规划
1. 布图规划 根据连线最短规则将各功能模块和引脚进行整体布局