复合逻辑门版图技术
集成电路设计中的电路结构与布局技术
集成电路设计中的电路结构与布局技术集成电路（IC）设计是电子工程领域中一项极为关键的技术，其设计的优劣直接影响到芯片的性能、功耗、成本和可靠性集成电路设计主要可以分为电路设计、逻辑综合、电路布局和版图设计等几个阶段本文将重点介绍集成电路设计中的电路结构与布局技术1. 电路结构集成电路的电路结构通常分为几个层次，包括晶体管级别、电路网表级别、模块级别和芯片级别1.1 晶体管级别在晶体管级别，电路结构主要由MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）组成MOSFET是集成电路中最基本的构建块，包括NMOS和PMOS两种类型，分别用于实现逻辑高和逻辑低晶体管级别的设计涉及到晶体管的尺寸、驱动电流、阈值电压等参数的确定1.2 电路网表级别在电路网表级别，电路结构由逻辑门组成，如与门、或门、非门等逻辑门是实现逻辑函数的基本单元，其输入输出关系由逻辑真值表定义电路网表级别的设计主要包括逻辑函数的定义、逻辑门的选型和组合1.3 模块级别在模块级别，电路结构由完成特定功能的模块组成模块是由若干逻辑门组成的，具有独立的功能和输入输出接口模块级别的设计涉及到模块划分、模块之间的接口设计、模块内部时序和功耗的优化等1.4 芯片级别在芯片级别，电路结构由整个芯片的各个功能模块、存储器、输入输出接口等组成芯片级别的设计涉及到各个模块的布局、芯片整体时序和功耗的优化、电源管理等2. 布局技术集成电路的布局技术是指在满足性能、功耗、面积等要求的前提下，将电路中的各个组件合理地放置在芯片上的过程布局技术对于芯片的性能、功耗和可靠性具有重要影响布局技术主要包括以下几个方面：2.1 布局规划布局规划是根据芯片的功能需求和物理限制，对芯片进行分区，确定各个模块、存储器、输入输出接口等的位置布局规划的目标是在保证性能和可靠性的前提下，尽可能地减小芯片面积和功耗2.2 布线技术布线技术是指在布局规划的基础上，将电路中的各个组件通过导线连接起来，形成完整的电路布线技术主要包括导线的走向、交叉点处理、层间互联等布线技术的目的是在保证信号完整性的前提下，尽可能地减小导线的面积和功耗2.3 时序优化时序优化是为了保证芯片内部各个模块的信号在规定的时间内达到要求的速度和精度时序优化主要包括时序约束的设置、时钟分配、时序路径的优化等时序优化的目标是减小信号的延迟和抖动，提高芯片的性能和可靠性2.4 功耗优化功耗优化是为了减小芯片在运行过程中的功耗，提高芯片的能效比功耗优化主要包括动态功耗和静态功耗的减小动态功耗优化主要通过降低信号的摆幅、减小逻辑门的延迟等手段实现；静态功耗优化主要通过减小晶体管的尺寸、优化电源管理等手段实现2.5 热管理热管理是为了保证芯片在正常工作温度范围内运行，防止芯片过热损坏热管理主要包括热源的识别、热传导路径的设计、散热器的选择等热管理的目的是减小芯片的温升、均匀芯片的温度分布，提高芯片的可靠性和寿命3. 总结集成电路设计中的电路结构与布局技术是电子工程领域中至关重要的技术电路结构决定了芯片的功能和性能，而布局技术则影响了芯片的功耗、面积和可靠性在未来的发展中，集成电路设计将朝着更高的性能、更低的功耗、更小的面积和更高的可靠性方向发展，对电路结构与布局技术提出了更高的要求集成电路（IC）设计是现代电子工程领域的核心技术之一，其设计的优劣直接关系到芯片的性能、功耗、成本和可靠性集成电路设计主要可以分为电路设计、逻辑综合、电路布局和版图设计等几个阶段本文将重点介绍集成电路设计中的电路结构与布局技术1. 电路结构集成电路的电路结构可以从不同的层次进行划分，包括晶体管级别、电路网表级别、模块级别和芯片级别1.1 晶体管级别在晶体管级别，电路结构主要由MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）组成MOSFET是集成电路中最基本的构建块，包括NMOS和PMOS两种类型，分别用于实现逻辑高和逻辑低晶体管级别的设计涉及到晶体管的尺寸、驱动电流、阈值电压等参数的确定1.2 电路网表级别在电路网表级别，电路结构由逻辑门组成，如与门、或门、非门等逻辑门是实现逻辑函数的基本单元，其输入输出关系由逻辑真值表定义电路网表级别的设计主要包括逻辑函数的定义、逻辑门的选型和组合1.3 模块级别在模块级别，电路结构由完成特定功能的模块组成模块是由若干逻辑门组成的，具有独立的功能和输入输出接口模块级别的设计涉及到模块划分、模块之间的接口设计、模块内部时序和功耗的优化等1.4 芯片级别在芯片级别，电路结构由整个芯片的各个功能模块、存储器、输入输出接口等组成芯片级别的设计涉及到各个模块的布局、芯片整体时序和功耗的优化、电源管理等2. 布局技术集成电路的布局技术是指在满足性能、功耗、面积等要求的前提下，将电路中的各个组件合理地放置在芯片上的过程布局技术对于芯片的性能、功耗和可靠性具有重要影响布局技术主要包括以下几个方面：2.1 布局规划布局规划是根据芯片的功能需求和物理限制，对芯片进行分区，确定各个模块、存储器、输入输出接口等的位置布局规划的目标是在保证性能和可靠性的前提下，尽可能地减小芯片面积和功耗2.2 布线技术布线技术是指在布局规划的基础上，将电路中的各个组件通过导线连接起来，形成完整的电路布线技术主要包括导线的走向、交叉点处理、层间互联等布线技术的目的是在保证信号完整性的前提下，尽可能地减小导线的面积和功耗2.3 时序优化时序优化是为了保证芯片内部各个模块的信号在规定的时间内达到要求的速度和精度时序优化主要包括时序约束的设置、时钟分配、时序路径的优化等时序优化的目标是减小信号的延迟和抖动，提高芯片的性能和可靠性2.4 功耗优化功耗优化是为了减小芯片在运行过程中的功耗，提高芯片的能效比功耗优化主要包括动态功耗和静态功耗的减小动态功耗优化主要通过降低信号的摆幅、减小逻辑门的延迟等手段实现；静态功耗优化主要通过减小晶体管的尺寸、优化电源管理等手段实现2.5 热管理热管理是为了保证芯片在正常工作温度范围内运行，防止芯片过热损坏热管理主要包括热源的识别、热传导路径的设计、散热器的选择等热管理的目的是减小芯片的温升、均匀芯片的温度分布，提高芯片的可靠性和寿命3. 先进电路结构与布局技术随着集成电路技术的不断发展，出现了一些先进的设计技术和方法，进一步提高了集成电路的性能和可靠性3.1 三维集成电路设计三维集成电路设计是将多个芯片或芯片中的不同层次叠放在一起，形成三维结构三维集成电路设计可以极大地提高芯片的性能和密度，减小芯片的面积和功耗三维集成电路设计的关键技术包括垂直互联、三维布线和三维封装等3.2 新型存储器技术新型存储器技术是指相对于传统Flash和DRAM等存储器技术，具有更高密度、更低功耗和更快的读写速度的存储器技术新型存储器技术包括NAND Flash、NOR Flash、MRAM、ReRAM等新型存储器技术的发展为集成电路设计带来了新的机遇和挑战3.3 新型逻辑门技术应用场合集成电路设计中的电路结构与布局技术广泛应用于各种电子设备和系统中，特别是在高性能、低功耗和高可靠性的电子设备中以下是一些主要的应用场合：1. 智能手机和移动设备智能手机和移动设备对性能和功耗的要求非常高，因此集成电路设计中的电路结构与布局技术在这些设备中尤为关键通过优化电路结构和布局，可以提高处理器的性能，减小电池的体积，延长设备的续航时间2. 数据中心和服务器数据中心和服务器中的处理器和存储器需要高性能和低功耗，以满足大量数据处理和存储的需求集成电路设计中的电路结构与布局技术可以帮助提高处理器的计算速度，减小数据中心的占地面积，降低能源消耗3. 自动驾驶和智能交通系统自动驾驶和智能交通系统对实时性和可靠性有极高的要求通过集成电路设计中的电路结构与布局技术，可以提高传感器和控制器的性能，减小系统的体积和功耗，从而实现更高效和安全的自动驾驶和智能交通系统4. 可穿戴设备和物联网（IoT）可穿戴设备和物联网应用对尺寸、功耗和可靠性有特殊的要求集成电路设计中的电路结构与布局技术可以帮助减小设备的体积，降低功耗，提高设备的稳定性和可靠性，从而使得可穿戴设备和物联网应用更加便携和智能注意事项在应用集成电路设计中的电路结构与布局技术时，需要注意以下几个方面：1. 性能与功耗的平衡在设计集成电路时，需要根据应用场景的需求，权衡性能和功耗之间的关系对于性能要求较高的应用，可以采用先进的制程技术和高性能的电路结构；而对于功耗要求较低的应用，应采用低功耗的电路结构和布局技术2. 信号完整性在电路布局过程中，需要保证信号的完整性和稳定性避免信号在传输过程中的干扰和衰减，确保信号在规定的时间内达到要求的速度和精度3. 热管理集成电路在运行过程中会产生热量，需要通过合理的热管理措施来保证芯片的正常工作避免热源的聚集，设计良好的热传导路径，选择合适的散热器等，以减小芯片的温升和温度分布4. 可靠性与寿命集成电路的可靠性和寿命是设计过程中需要重点考虑的因素通过优化电路结构和布局，减小信号的延迟和抖动，降低功耗和温升，可以提高芯片的可靠性和寿命5. 成本控制集成电路设计的成本也是需要重点考虑的因素在满足性能、功耗和可靠性的前提下，通过合理的电路结构和布局设计，可以降低芯片的制造成本集成电路设计中的电路结构与布局技术在各种电子设备和系统中起着至关重要的作用在应用过程中，需要根据不同的应用场合和要求，综合考虑性能、功耗、信号完整性、热管理、可靠性和成本等因素，采用合适的设计技术和方法，以实现高性能、低功耗和高可靠性的集成电路。
集成电路设计与制造技术作业指导书
集成电路设计与制造技术作业指导书第1章集成电路设计基础 (3)1.1 集成电路概述 (3)1.1.1 集成电路的定义与分类 (3)1.1.2 集成电路的发展历程 (3)1.2 集成电路设计流程 (4)1.2.1 设计需求分析 (4)1.2.2 设计方案制定 (4)1.2.3 电路设计与仿真 (4)1.2.4 布局与布线 (4)1.2.5 版图绘制与验证 (4)1.2.6 生产与测试 (4)1.3 设计规范与工艺限制 (4)1.3.1 设计规范 (4)1.3.2 工艺限制 (4)第2章基本晶体管与MOSFET理论 (5)2.1 双极型晶体管 (5)2.1.1 结构与工作原理 (5)2.1.2 基本特性 (5)2.1.3 基本应用 (5)2.2 MOSFET晶体管 (5)2.2.1 结构与工作原理 (5)2.2.2 基本特性 (5)2.2.3 基本应用 (5)2.3 晶体管的小信号模型 (5)2.3.1 BJT小信号模型 (6)2.3.2 MOSFET小信号模型 (6)2.3.3 小信号模型的应用 (6)第3章数字集成电路设计 (6)3.1 逻辑门设计 (6)3.1.1 基本逻辑门 (6)3.1.2 复合逻辑门 (6)3.1.3 传输门 (6)3.2 组合逻辑电路设计 (6)3.2.1 组合逻辑电路概述 (6)3.2.2 编码器与译码器 (6)3.2.3 多路选择器与多路分配器 (6)3.2.4 算术逻辑单元（ALU） (7)3.3 时序逻辑电路设计 (7)3.3.1 时序逻辑电路概述 (7)3.3.2 触发器 (7)3.3.3 计数器 (7)3.3.5 数字时钟管理电路 (7)第4章集成电路模拟设计 (7)4.1 放大器设计 (7)4.1.1 放大器原理 (7)4.1.2 放大器电路拓扑 (7)4.1.3 放大器设计方法 (8)4.1.4 放大器设计实例 (8)4.2 滤波器设计 (8)4.2.1 滤波器原理 (8)4.2.2 滤波器电路拓扑 (8)4.2.3 滤波器设计方法 (8)4.2.4 滤波器设计实例 (8)4.3 模拟集成电路设计实例 (8)4.3.1 集成运算放大器设计 (8)4.3.2 集成电压比较器设计 (8)4.3.3 集成模拟开关设计 (8)4.3.4 集成模拟信号处理电路设计 (8)第5章集成电路制造工艺 (9)5.1 制造工艺概述 (9)5.2 光刻工艺 (9)5.3 蚀刻工艺与清洗技术 (9)第6章硅衬底制备技术 (10)6.1 硅材料的制备 (10)6.1.1 硅的提取与净化 (10)6.1.2 高纯硅的制备 (10)6.2 外延生长技术 (10)6.2.1 外延生长原理 (10)6.2.2 外延生长设备与工艺 (10)6.2.3 外延生长硅衬底的应用 (10)6.3 硅片加工技术 (10)6.3.1 硅片切割技术 (10)6.3.2 硅片研磨与抛光技术 (10)6.3.3 硅片清洗与检验 (10)6.3.4 硅片加工技术的发展趋势 (11)第7章集成电路中的互连技术 (11)7.1 金属互连 (11)7.1.1 金属互连的基本原理 (11)7.1.2 金属互连的制备工艺 (11)7.1.3 金属互连的功能评价 (11)7.2 多层互连技术 (11)7.2.1 多层互连的原理与结构 (11)7.2.2 多层互连的制备工艺 (11)7.2.3 多层互连技术的挑战与发展 (11)7.3.1 铜互连技术 (12)7.3.2 低电阻率金属互连技术 (12)7.3.3 低电阻互连技术的发展趋势 (12)第8章集成电路封装与测试 (12)8.1 封装技术概述 (12)8.1.1 封装技术发展 (12)8.1.2 封装技术分类 (12)8.2 常见封装类型 (12)8.2.1 DIP封装 (12)8.2.2 QFP封装 (13)8.2.3 BGA封装 (13)8.3 集成电路测试方法 (13)8.3.1 功能测试 (13)8.3.2 参数测试 (13)8.3.3 可靠性测试 (13)8.3.4 系统级测试 (13)第9章集成电路可靠性分析 (13)9.1 失效机制 (13)9.2 热可靠性分析 (14)9.3 电可靠性分析 (14)第10章集成电路发展趋势与展望 (14)10.1 先进工艺技术 (14)10.2 封装技术的创新与发展 (14)10.3 集成电路设计方法学的进展 (15)10.4 未来集成电路的发展趋势与挑战 (15)第1章集成电路设计基础1.1 集成电路概述1.1.1 集成电路的定义与分类集成电路（Integrated Circuit，IC）是指在一个半导体衬底上，采用一定的工艺技术，将一个或多个电子电路的组成部分集成在一起，以实现电子器件和电路的功能。
电路-门电路和组合逻辑电路
03
门电路的特性
门电路具有输入和输出两个端子，输入信号通过内部逻辑运算得到输出
信号。门电路的特性包括逻辑功能、输入电阻、输出电阻和扇入扇出能
力等。
组合逻辑电路设计
组合逻辑电路
组合逻辑电路由门电路组成，用于实现一组特定的逻辑功能。常见 的组合逻辑电路有编码器、译码器、多路选择器等。
组合逻辑电路设计步骤
波形图分析法
总结词
通过观察信号波形的变化，分析电路的 输入输出关系和信号处理过程。
VS
详细描述
波形图分析法主要用于模拟电路的分析。 通过观察信号波形的形状、幅度、频率等 参数，分析电路对信号的处理过程，如放 大、滤波、调制等。同时，通过比较输入 输出信号的波形，可以理解电路的输入输 出关系和工作原理。
态图等描述电路功能的工具。
04
电路设计方法
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
门电路设计
01
门电路
门电路是数字电路的基本单元，用于实现逻辑运算。常见的门电路有与
门、或门、非门等。
02
门电路设计步骤
根据逻辑需求，选择合适的门电路类型，确定输入和输出信号，然后根
据逻辑关系连接门电路。
逻辑关系
每种类型的门电路都有特定的逻辑关系，例如与门在所有输入为 高电平时输出为高电平，否则输出为低电平。
门电路的应用
01
基本逻辑运算
门电路是实现基本逻辑运算的电 子元件，广泛应用于数字电路和 计算机中。
控制电路
02
03
信号转换
门电路可以用于控制其他电路的 工作状态，实现复杂的控制逻辑。
门电路可以将模拟信号转换为数 字信号，或者将数字信号转换为 模拟信号。
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symbolCMOS传输门模块 CMOS传输门的symbolCMOS三态门模块 CMOS三态门的symbolCMOS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)。
集成电路计算机辅助设计——组合逻辑电路的可综合描述-国防科大
1组合逻辑电路的可综合描述陈海燕计算机学院微电子所627室2主要内容综合的概念组合逻辑电路及其描述方法。
组合逻辑电路可综合描述的常见问题 常用组合逻辑电路的Verilog 描述及其编码风格什么是综合？4不同抽象级别Verilog模型的可综合性 系统级、算法级模型RTL 模型与门级模型对于大规模全系统设计，使用结构级建模非常繁琐。
相当于以前传统设计时的电路原理图。
往往在某些关键路径、关键模块的RTL 模型满足不了设计要求时采用。
RTL 级建模使用简单方便、可读性好，适合大规模数字系统设计；是本课的讨论重点。
5复杂数字系统的构成 复杂数字逻辑：组合逻辑时序逻辑组合逻辑电路是数字系统的基本组件。
组合逻辑电路的结构一般时序电路的结构8组合逻辑电路的传统表示 三种通用表达方法：真值表结构化（门级）原理图 布尔方程式9一位半加器真值表表示一位半加器的门级原理图一位半加器的布尔方程式12Verilog如何描述组合逻辑使用结构建模方式描述门级结构，门实例语句模块实例语句函数与任务模块中描述组合逻辑的语句使用assign描述使用always描述13使用结构建模方式描述门级结构描述多用于描述非常简单的电路结构或某些关键路径、单元、模块。
Verilog定义了12个常见的基本门类型关键字：and ——与门nand ——与非门nor ——或非门or ——或门xor ——异或门xnor ——异或非门not ——非门buf ——缓冲器三态门（bufif0,bufif1,notif0,notif1）通过创建门实例语句建模格式：<门的类型> [<驱动能力><延时>] <门实例1>[,<门实例2>,…,<门实例n>];xor xor1(s1,a,b); and (t3,a,b); or or1(t2,s1,t3);nand #10 nd1(a,data,clock,clear);//说明了一个延时为10个单位时间的//nd114一位全加器的门级结构描述输入：a ，b ，in ；输出：sum ，cout…xor x1(d1,a,b),x2(sum,d1,in);and a1(d2,a,b),a2(d3,in,d1);or (cout,d2,d3);…)(b a in ab cout in b a sum ⊕+=⊕⊕=15使用结构建模方式描述（2） 模块实例化方式一个模块能够在另外一个模块中被引用，这样就建立了描述的层次。
基于AOI门和MULTI-INPUT复合门搭建的触发器
基于AOI门和MULTI-INPUT复合门搭建的触发器摘要：QCA定义了一种量子元胞结构，提供了一种纳米水平的结构，适用于数字电路。
这个技术的基本逻辑元素是多数门和反相器，近年来有人结合多数门和反相器设计出不同种结构的符合逻辑门，使实现一些功能的时候可以减小电路图尺寸和元胞使用数，简化QCA电路。
本文使用简化的输出表达式选取合适的复合门并加以改造使电路更加简单，元胞更加减少，性能更加稳定。
由此在MULTI-INPUT 复合门和AOI门的基础上设计了多种可测试触发器（RS触发器、JK触发器、D触发器、T触发器）。
这些触发器都在QCADesigner软件中得以仿真实现。
关键词:量子信息ＱＣＡ触发器ＡＯＩ门MULTI-INPUT复合门引言近几十年在微电子领域，微电子器件的集成度和运算速度持续呈现指数级增长，但是由于功率耗散和相互连接等问题使得基于传统CMOS 技术的器件尺寸的进一步减小变得不太可能【1】。
同时随着器件尺寸的进一步减少，越来越多的问题也逐渐暴露出来，一些微观世界中特有的物理现象如量子效应逐渐表现出来，从而使得基于传统的设计方法设计的电路的性能与实际结果有着明显的偏差。
这样我们就要提出一种与传统的CMOS器件技术不同的设计思路来使微电子器件继续朝纳米级方向发展，即主动利用量子效应来构造新的数字逻辑器件并实现数字逻辑系统。
正因如此，基于量子细胞自动机(Quantum-dot Cellular Automata, QCA)的器件应运而生。
应用量子元胞自动机的基本逻辑门多数门和反相器可以实现各种各样的逻辑电路，例如Tougaw 等人【2】设计的异或门和全加器，王森等人结合量子细胞自动机的双稳态特性和传统的COMS工艺设计存储器的思想，设计了4×5bit的只读存储器【3】等等。
还有为了实现一些复合逻辑并且减少元胞使用数量简化ＱＣＡ电路有人设计仿真了一些复合逻辑门，比如说Conservative QCA Gate (CQCA)【4】，F门，ＡＯＩ门等等，其中ＡＯＩ门有多种实现方式，Jing Huang, Mariam Momenzadeh, Mehdi B. Tahoori and Fabrizio Lombardi通过调整元胞之间的距离来实现与或非功能【5】，并进行了测试，提出了基于这种ＡＯＩ门的多个标准功能的表达【6】。
与非门、或非门和异或门的版图设计
实验四：与非门和或非门的版图设计、异或门的后仿真一、实验目的1、使用virtuoso layout XL工具创建或非门（NOR）和与非门（NAND）的电路原理图和版图；2、利用已创建好的或非门、与非门和反相器设计异或门（XOR）的电路原理图；3、对异或门提取的参数进行模拟仿真。
二、实验要求1、打印出由或非门、与非门和反相器设计成的异或门的仿真结果；2、打印出异或门的电路原理图和版图。
三、实验工具Virtuoso四、实验内容1、或非门的设计；2、与非门的设计；3、异或门的设计；4、异或门的仿真。
1、或非门的设计step1:创建或非门的电路原理图，其中，NMOS的宽度120nm为PMOS的宽度为480nm.图1 或非门的电路原理图step2:验证或非门是否可以正常工作，即创建SPICE netlist.图2 验证或非门图3验证成功产生的报告step3：创建一个layout view，并选择菜单栏上Tools->Lyaout XL，此时刚刚保存的电路原理图会自动弹出来，接着选择菜单栏上的Connectivity->Updata->Components and Nets,在弹出得对话框中修改参数，修改完成后点击OK，将会出现如下图所示布局。
图4 利用virtuoso XL工具生成的布局step4:参照前面的实验，在矩形边框内画上电源轨道和NWELL，并创建M1_PSUB 和MI_NWELL，将vdd!、gnd!移至电源轨道上，再将其他原件也移至矩形边框内。
对照电路原理图将NMOS、PMOS、电源、地、以及输入输出端口连接起来，在连线时，注意观察电路原理图，确保不会出现短路情况，连接好的版图如下图所示。
图5 连接好的或非门版图step5：对画好的版图进行DRC，成功后验证提取参数并做LVS验证，再生成网表文件。
图6 或非门版图的DRC验证图7 或非门的参数提取视图图8 或非门的LVS验证图9 或非门的网表文件2、与非门的设计与或非门的设计类似，在此不再赘述，直接给出与非门的电路原理图、版图以及DRC、LVS验证。
《基于Tanner的集成电路版图设计技术》课件第一章 集成电路设计前沿技术
1.2集成电路设计行业概况
1.2.3 我国集成电路设计行业发展情况
我国集成电路设计行业的起步较晚，但是发展速度很快，过去10年 的年复合增长率达到了29%。2004~2014年中国集成电路设计企业销售额 及增速，如图1.2所示。
1.2集成电路设计行业概况
1.2.1 集成电路设计行业概况
集成电路设计行业是集成电路行业的子行业，集成电路行业包括集 成电路设计业、集成电路制造业、集成电路封装业、集成电路测试业、 集成电路加工设备制造业、集成电路材料业等子行业。集成电路设计行 业处于产业链的上游，主要根据终端市场的需求设计开发各类芯片产品， 兼具技术密集型和资金密集型等特征，对企业的研发水平、技术积累、 研发投入、资金实力及产业链整合运作能力等均有较高的要求。
1.2集成电路设计行业概况
1.2.3 我国集成电路设计行业发展情况
2015年排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
厂商 Qualcomm OSR Avago/Broadcom
MTK Nvidia AMD Hisilicon（海思） Apple/TSMC Marvell Xilinx Spreadtrum（紫光展讯） 合计
1.2集成电路设计行业概况
1.2.2 集成电路设计行业的市场分类
集成电路按照应用领域大致分为标准通用集成电路和专用集成电路。 其中标准集成电路是指应用领域比较广泛、标准型的通用电路，如存储 器（DRAM）、微处理器（MPU）及微控制器（MCU）等；专用集成电 路是指某一领域会某一专门用途而设计的电路，系统集成电路（SoC） 属于专用集成电路。
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1
Combinational Circuits
课题引出
复合逻辑门全定制设计流程：
▪ 写出要设计复合逻辑门的逻辑表达式 ▪ 画出复合逻辑门的晶体管级电路图 ▪ 确定复合逻辑门的晶体管尺寸 ▪ 设计复合逻辑门版图
▪ 性能好（器件RC参数小） ▪ 占用面积少
© SDcighitaol oInlteogfratMedicCrirocueitlse2ncdtronics
X = !(AB+ CD)
B
D
GND (b) Euler Paths {a b c d} VDD
A
C
GND
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x
GND
a bc d
EE1(c4)1stick diagram for ordering {a b c d}
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EE141
X
PUN
C
i
VDD
B jA
GND
PDN
7
Combinational Circuits
识别欧拉路径
▪ 一条欧拉路径：通过逻辑图中所有节点并且只 经过每条边一次的一条路径。
▪ 当PDN或PUN网络的逻辑图中存在欧拉路径 时，则可实现PDN或PUN中的多个晶体管共 用一条连续的扩散区。
EE141
2
Combinational Circuits
复合逻辑门版图
AND
XOR
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EE141
full-adder
3
Combinational Circuits
棍棒图
用象征性符号来表示电路版图的拓扑结构
12
Combinational Circuits
Complex CMOS Gate
B A
C
D
OUT = D + A • (B + C) A D
B
C
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EE141
13
Combinational Circuits
启发式欧拉路径法的理论基础是：对于多级与或结构的组合逻 辑，如果每一个与/或门的输入端数目为奇数，则在相应的逻 辑图中，下拉网络PDN和上拉网络PUN存在一致的欧拉路径 。
A
B
D
VDD
C X
GND
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EE141
11
Combinational Circuits
运用欧拉路径法设计AOI22
x
x
VDD
b x
c VDD
b x
c VDD
A
B
a
d
a
d
C
D
GND
(a) Logic graphs for (ab+cd)
棍棒图 !(C • (A + B))
X
PUN
C
X
i
VDD
B jA
GND
PDN
A
C
B
VDD
X
GND ABC VDD
X
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G9ND
Combinational Circuits
运用欧拉路径法设计OAI22
▪ 要实现同一输入控制的NMOS管和PMOS管对 准，要求在PDN和PUN网络中的欧拉路径必 须一致。
▪ 注意：在欧拉路径中边的顺序等于在版图中输 入端的顺序。
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8
Combinational Circuits
数字集成电路设计
-----电路、系统与设计
复合逻辑门的版图技术
Jan M. Rabaey Anantha Chandrakasan Borivoje Nikolic
物信学院微电子系 王仁平
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B
A C
E
D
D
A
E
B
C
OUT = DE + A • (B + C)
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14
Combinational Circuits
点操作算法G3:0的输出表达式
G3:0=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1G0 =P3(P2(P1G0+G1)+G2)+G3
VDD
A
C
B
D
X
PUN
D
C
X = !((A+B)•(C+D)) X
VDD
C
D
B
A
A
BA
B
CGNDD NhomakorabeaGNDPDN
欧拉路径：ABDC
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10
Combinational Circuits
运用欧拉路径法设计OAI22
A
C
B
VDD
A
B
C
较好版图条件：
VDD
•在阱中只有一
条扩散区
GND
A
•同一输入控制
j B
C 的NMOS管和 PMOS管对准
A
X = !(C • (A + B)) C
i
A
B
GND
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X
BC VDD
X
GND
5
Combinational Circuits
欧拉路径法
▪ 运用欧拉路径法设计版图：可得到输 入端的排列顺序，使复合逻辑门可用 连续的扩散区来实现，达到占用面积 最小，性能好。
▪ 运用欧拉路径法设计版图步骤：
▪ 构造逻辑图 ▪ 识别欧拉路径
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6
Combinational Circuits
构造逻辑图
逻辑图：用圆点代表电路节点，边是用控制晶体管的栅信号 来命名，PUN和PDN分开画。由于静态CMOS逻辑门的 PUN和PDN网络是对偶的，所以它们的图也是对偶的。
VDD
A
j
C
B
X X = !(C • (A + B))
C i
B
A
GND
• 器件不标尺寸 A • 注重相对位置和连接关系 A B
VDD
VDD
Y
Y
GND
INV
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GND
NAND
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Combinational Circuits
!(C • (A + B))棍棒图