针对IO的缓冲器版图设计
《集成电路版图设计》实验（二）：
针对IO的缓冲器版图设计
一．实验内容
参考课程教学中互连部分的有关讲解，根据下图所示，假设输出负载为5PF，单位宽长比的PMOS等效电阻为31KΩ，单位宽长比的NMOS等效电阻为13KΩ；假设栅极和漏极单位面积（um2）电容值均为1fF，假设输入信号IN、EN是理想阶跃信号。与非门、或非门可直接调用LEDIT标准单元库，在此基础上，设计完成输出缓冲部分，要求从输入IN到OUT的传播延迟时间尽量短，可满足30MHz时钟频率对信号传输速度的要求（T=2T p）。
二．实验要求
要求：实验报告要涵盖分析计算过程
图1.常用于IO的三态缓冲器
三、实验分析
为了满足时钟频率对信号传输速度的要求，通过计算与非门和或非门的最坏延时，再用全局的时钟周期减去最坏的延时，就得到了反相器的应该满足的延时要求，可以得到反相器N管和P管宽度应该满足什么要求。标准与非门和或非门的电容、电阻可以通过已知条件算出。由于与非门、或非门可直接调用LEDIT标准单元库，所以本设计的关键在于后级反相器的设计上（通过调整反相器版图的宽长比等），以满足题目对电路延时的要求。由于输入信号IN和是理想的阶跃信号，所以输入的延时影响不用考虑。所以计算的重点在与非门和或非门的延时，以及输出级的延时。对于与非门，或非门的延时，由于调用的是标准单元，所以它的延时通过提取标准单元的尺寸进行估算，输出级的尺寸则根据延时的要求进行设计。
四、分析计算
计算过程：
（1）全局延时要求为：
30MHz的信号的周期为T=1/f=33ns；
全局延时对Tp的取值要求，Tp<1/2*T=16.7ns；
（2）标准单元延时的计算：
所用到的标准单元如下图所示：
图2.与非门和或非门标准单元版图
通过在ledit软件中使用尺子测量与非门和或非门的晶体管的尺寸，得到了L=2um，W=28um，漏极的长度为LD=6um。pmos和nmos采用的是等尺寸的。
NMOS的电阻为：R n=13kΩ/(w/l)n=13kΩ/14=0.93kΩ
PMOS的电阻为：R p=31kΩ/(w/l)p=31kΩ/14=2.2kΩ
栅极的寄生电容为C g=2?28?1fF=56fF
漏极的寄生电容为C d=6?28?1fF=168fF
分别计算与非门和或非门的上拉和下拉网络的延迟时间，以找到最坏路径的延时，将最坏延时确定这一级的延时。CL为后级pmos 的栅极电容，由于栅极电容的量级一般在fF量级，从上面的结果知道，栅电容为56fF，对其延时影响有限，所以我们忽略栅电容的影响，只计算无负载延时。
(3)计算与非门的无负载延时
图三.与非门管级电路图
1、与非门下拉网络的无负载延时,即C1通过一个MOS管放电加上C2通过两个MOS管的放电时间：
T PHL=0.69*（0.93kΩ*168fF+(0.93kΩ+0.93kΩ)*168fF）=0.32ns
2、与非门上拉网络的最坏延迟时间即单管导通的延时：
T PLH=0.68?2.3kΩ?168fF=0.256ns；
所以比较可知与非门的最坏延时为下拉时间T PHL=0.32ns；（4）或非门的无负载延时
图4.或非门的管级电路图
1、或非门下拉网络的最大延迟即单管导通延迟：
T PHL=0.69*0.93kΩ*168fF=0.108ns；
2、或非门上拉网络的最大延迟：
T PLH =0.69*（2.3kΩ?168fF+(2.3kΩ+2.3kΩ)?168fF）=0.765ns；所以比较可知或非门的最大延时T PLH=0.765ns。
可见：与非门和或非门的最坏延时由或非门的上拉网络决定，其无负载的延时为0.765ns。实际中或非门的下级负载是反相器NMOS 的栅极电容，从上面的结果知道，栅电容为56fF,可知栅极电容是比较小的，取一个适当的栅电容值100fF。
(5)输出级的延时应该满足的数值
当负载电容为100fF时的延时为：
T P栅=0.69*（2*R P*C g）=0.69*2*2.2*10^3*100*10^(-15)=0.304ns 得到反相器前的最坏延迟为:
tp=T PLH+T P栅=0.765ns+0.304ns=1.093ns
所以输出级的延时应该小于16.7ns-1.093ns=15.607ns。
(6)反相器尺寸的确定
由于漏极电容的量级在fF量级，所以，输出的电容负载近似的认为仅有CL=5pf提供。
1、设PMOS的栅宽为W p，栅长由工艺决定2um，所以上拉网络延时应该满足的关系为：
0.69*31kΩ/（W P/2）*5*10^(-12)F<15.607ns
得到：W P>13.705um。
2、设NMOS的栅宽为W n，栅长由工艺决定2um，所以上拉网络延时应该满足的关系为：
0.69*13kΩ/（W n/2）*5*10^(-12)F<15.607ns
得到：W P>5.747um。
五、版图绘制的过程概述
（1）计算后分析
我们通过计算得到了输出端NMOS和PMOS的最小尺寸，分别为
5.747um和13.705um，其对应的栅电容比标准与非门和或非门小很多，前面计算得知标准与非门的栅电容仅仅为栅电容为56fF,可知栅极电容是比较小的，因此我们在前面取的或非门的后级负载电容量100fF 是满足设计要求的。通过上面计算可以知道，NMOS的尺寸只要大于5.747um，PMOS的尺寸只要大于13.705um就可以满足时钟频率对信
号传输速度的要求。由于布线，设计规则的限制，导致版图面积会变大，所以N管有源区的面积可以绘制大一些也并不会增大整体版图面积。综合选定了反相器PMOS的的宽度为14um，反相器NMOS的尺寸为12um。
（2）绘制版图的过程
1、打开ledit软件，新建new layout,通过file中的replace setup 选择lights.tdb文件，使用里面的参数设置来绘制版图。
2、调用标准与非门和或非门，将两个门放置在同一高度。
3、下面绘制反相器版图，根据前述的计算，在P衬底上绘制有源区，再画N select,将有源区包裹住，进行设计规则检查。
4、在有源区上绘制1条多晶硅，宽度为最小尺寸，。需满足最小尺寸
要求和伸展出有源区2um的距离。进行设计规则检查无误后，这样就形成了MOS管的源漏。
4、绘制GND，反相器NMOS的源极通过metal1接地。需要满足金属包裹接触孔、接触孔离有源区的边界、接触孔离多晶的距离，金属的最小尺寸等设计规则。
5、上述步骤将反相器的NMOS基本绘制完成。下面绘制PMOS，根据前面计算的尺寸，首先绘制N well，再在N well中绘制P select，然后再绘制Active层，之后绘制多晶硅，伸展出有源区2um的距离这样就形成了PMOS的源漏区，进行设计规则检查。
6、绘制VDD。根据电路图知反向器PMOS的源极需要接电源，在有源区打接触孔，通过金属线连接至电源端。需要满足金属包裹接触孔、接触孔离有源区的边界、接触孔离多晶的距离，金属的最小尺寸等设计规则。
7、上面的步骤基本完成了MOS管的绘制，之后就是连接和信号输入输出问题了。根据电路图，将与非门和或非门的一个输入连接，引入IN信号，与非门的另一个输入引入En信号，或非门的另一个输入引入En的反向信号。
8、将或非门的输出通过Metal1→通孔→Metal2→通孔→Metal1→多晶硅接触→NMOS的栅极，最后进行设计规则检查。
9、将与非门的输出通过Metal1→通孔→Metal2→通孔→Metal1→多晶硅接触→PMOS的栅极，最后进行设计规则检查。
10、做NMOS和PMOS的衬底接触，进行设计规则检查。
11、将反相器的NMOS和PMOS的漏极通过Metal1连接，在Metal1上打通孔连接Metal2将最终的输出引出，进行设计规则检查。
综合布局布线，设计版图、输入输出如下图5所示。通过DRC检测没有错误。
图5. IO的缓冲器版图
（3）版图评价
1、将与非门、或非门、反相器的PMOS都绘制在了一个Nwell中，避免了不同Nwell之间间距的设计规则要求，节省了版图的面积。
2、版图的绘制都是一步一步按照设计规则卡出来的，使得有源区面积小，使用了最小尺寸的多晶硅和金属连线，减小寄生参数，降低RC延时。
3、在版图面积已经确定的情况下，尽可能的加大了有源区的面积，改善了电路性能。
4、在最小面积的有源区上，尽可能多的做了接触孔，减小接触电阻。
5、通过使用Metal2，减小了布线间距，节省了面积。
6、将nMOS管和pMOS管的多晶硅栅极对准，利于工艺上的加工，这样可以由最小长度的多晶硅线条组成栅极连线，这样做可以降低RC 延时。
六、总结
这次版图设计我做的针对IO的缓冲器版图设计，明白了几成定阿鲁怎么对延时进行计算和分析，对所学的CMOS集成电路设计有一个更系统更全面的了解,通过两次L-edit软件的训练，进一步加深了L-edit软件的基本操作方法，进一步熟悉了版图的绘制步骤，并能够独立的运用该软件设计版图，灵活的根据要求绘制版图，我想这对我今后学习或者工作大有裨益，今后，我要更多的运用该软件，达到
熟练掌握的目的，在我们锻炼动手能力的同时，学到更多的有关专业知识。感谢师兄师姐上机时的悉心指导，使我能够进一步完善所绘制的版图，学习到更多知识。
字符设备驱动程序课程设计报告
中南大学 字符设备驱动程序 课程设计报告 姓名：王学彬 专业班级：信安1002班 学号：0909103108 课程：操作系统安全课程设计 指导老师：张士庚 一、课程设计目的 1.了解Linux字符设备驱动程序的结构； 2.掌握Linux字符设备驱动程序常用结构体和操作函数的使用方法； 3.初步掌握Linux字符设备驱动程序的编写方法及过程； 4.掌握Linux字符设备驱动程序的加载方法及测试方法。 二、课程设计内容 5.设计Windows XP或者Linux操作系统下的设备驱动程序; 6.掌握虚拟字符设备的设计方法和测试方法；
7.编写测试应用程序，测试对该设备的读写等操作。 三、需求分析 3.1驱动程序介绍 驱动程序负责将应用程序如读、写等操作正确无误的传递给相关的硬件，并使硬件能够做出正确反应的代码。驱动程序像一个黑盒子，它隐藏了硬件的工作细节，应用程序只需要通过一组标准化的接口实现对硬件的操作。 3.2 Linux设备驱动程序分类 Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日益增加，主要是驱动程序的增加。虽然Linux内核的不断升级，但驱动程序的结构还是相对稳定。 Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络设备(network device)三种。字符设备是指在存取时没有缓存的设备，而块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)。典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。块设备主要包括硬盘软盘设备，CD-ROM等。 网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket 机制。在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据传递。系统有支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。 3.3驱动程序的结构 驱动程序的结构如图3.1所示，应用程序经过系统调用，进入核心层，内核要控制硬件需要通过驱动程序实现，驱动程序相当于内核与硬件之间的“系统调用”。
实验一 一位二进制全加器设计实验
南昌大学实验报告 学生姓名： 学 号： 专业班级： 中兴101 实验类型：■ 验证 □ 综合 □设计 □ 创新 实验日期： 2012 9 28 实验成绩： 实验一 一位二进制全加器设计实验 一．实验目的 （1）掌握Quartus II 的VHDL 文本设计和原理图输入方法设计全过程； （2）熟悉简单组合电路的设计，掌握系统仿真，学会分析硬件测试结果； （3） 熟悉设备和软件，掌握实验操作。 二．实验内容与要求 （1）在利用VHDL 编辑程序实现半加器和或门，再利用原理图连接半加器和或门完成全加器的设计，熟悉层次设计概念； （2）给出此项设计的仿真波形； （3）参照实验板1K100的引脚号，选定和锁定引脚，编程下载，进行硬件测试。 三．设计思路 一个1位全加器可以用两个1位半加器及一个或门连接而成。而一个1位半加器可由基本门电路组成。 (1) 半加器设计原理 能对两个1位二进制数进行相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。或：只考虑两个一位二进制数的相加，而不考虑来自低位进位数的运算电路，称为半加器。图1为半加器原理图。其中：a 、b 分别为被加数与加数，作为电路的输入端；so 为两数相加产生的本位和，它和两数相加产生的向高位的进位co 一起作为电路的输出。 半加器的真值表为 表1 半加器真值表 由真值表可分别写出和数so ，进位数co 的逻辑函数表达式为： b a b a b a so ⊕=+=- - （1） ab co = （2）
图1半加器原理图 (2) 全加器设计原理 除本位两个数相加外，还要加上从低位来的进位数，称为全加器。图2全加器原理图。全加器的真值表如下： 表2全加器真值表 其中a为加数，b为加数，c为低位向本位的进位，co为本位向高位的进位，so为本位和。 图2.全加器原理图 四．实现方法一：原理图输入法设计（自己独立完成） 1. 建立文件夹 建立自己的文件夹（目录），如c:\myeda，进入Windows操作系统 QuartusII不能识别中文，文件及文件夹名不能用中文。 2. 原理图设计输入 打开Quartus II，选菜单File→New，选择“Device Design File->Block Diagram->Schematic File”项。点击“OK”,在主界面中将打开“Block Editor”窗口。 (1) 放置元件 在原理图编辑窗中的任何一个空白处双击鼠标左键或单击右键,跳出一个选择窗，选择
8位全加器的设计
课程设计报告 课程名称数字逻辑课程设计 课题8位全加器的设计 专业计算机科学与技术 班级12０2 学号３4 姓名贺义君 指导教师刘洞波陈淑红陈多 2013年１2月13日
课程设计任务书 课程名称数字逻辑课程设计 课题8位全加器的设计 专业班级计算机科学与技术1202 学生姓名贺义君 学号3４ 指导老师刘洞波陈淑红陈多审批刘洞波 任务书下达日期：2013年12月1３日 任务完成日期：２０14年01月２1日
一、设计内容与设计要求 1.设计内容： 本课程是一门专业实践课程，学生必修的课程。其目的和作用是使学生能将已学过的数字电子系统设计、VＨDL程序设计等知识综合运用于电子系统的设计中,掌握运用VHDＬ或者Veｒiｌｏg HＤL设计电子系统的流程和方法,采用Quａrtｕs II等工具独立应该完成1个设计题目的设计、仿真与测试。加强和培养学生对电子系统的设计能力,培养学生理论联系实际的设计思想，训练学生综合运用数字逻辑课程的理论知识的能力，训练学生应用Ｑｕａrtus II进行实际数字系统设计与验证工作的能力,同时训练学生进行芯片编程和硬件试验的能力。 题目一４线-16线译码器电路设计； 题目二16选1选择器电路设计; 题目三4位输入数据的一般数值比较器电路设计 题目四10线-４线优先编码器的设计 题目五8位全加器的设计 题目六RS触发器的设计; 题目七JK触发器的设计; 题目八Ｄ触发器的设计; 题目九十进制同步计数器的设计； 题目十T触发器的设计; 每位同学根据自己学号除以1０所得的余数加一，选择相应题号的课题。 参考书目 1 EＤA技术与VHDL程 序开发基础教程 雷伏容，李俊,尹 霞 清华大学出版 社 ９７８－7-30２－２２ 41６－7 20１ TＰ３1２VＨ／ 36 2 VHDL电路设计雷伏容清华大学出版 社 7-302－１42２６-2 2006 TＮ702/１85 3 ＶHDL电路设计技术王道宪贺名臣? 刘伟 国防工业出版 社 ７-118-03３52-9 2004 TN7０２/6２ 4 ＶHＤL 实用技术潘松，王国栋７-8１06 5 7－８106５－2９０－7 2000 TＰ３１２VＨ/1 5 ＶＨＤL语言１０0 例详解 北京理工大学Ａ SIＣ研究所 7-9０0６25 7－90０6２5-0２-X 1９ 99 TP３12VＨ/3 6 ＶHDL编程与仿真王毅平等人民邮电出版 社 ７-１15-0864１-９ 2０ 00 ７ 3.9621/W38V 7 ＶＨDL程序设计教程邢建平?曾繁泰清华大学出版 社 7-302-116５２-０ 200 ５ ＴP312VＨ/27 ／3
一位全加器电路版图设计-11页精选文档
目录 1 绪论 (1) 1.1 设计背景 (1) 1.2 设计目标 (1) 2一位全加器电路原理图编辑 (2) 2.1 一位全加器电路结构 (2) 2.2 一位全加器电路仿真分析波形 (2) 2.3 一位全加器电路的版图绘制 (3) 2.4一位全加器版图电路仿真并分析波形 (3) 2.5 LVS检查匹配 (3) 总结 (4) 参考文献 (4) 附录一：电路原理图网表 (5) 附录二：版图网表 (6)
1 绪论 1.1 设计背景 Tanner集成电路设计软件是由Tanner Research 公司开发的基于Windows 平台的用于集成电路设计的工具软件。早期的集成电路版图编辑器L-Edit在国内已具有很高的知名度。Tanner EDA Tools 也是在L-Edit的基础上建立起来的。整个设计工具总体上可以归纳为电路设计级和版图设计级两大部分，即以S-Edit为核心的集成电路设计、模拟、验证模块和以L-Edit为核心的集成电路版图编辑与自动布图布线模块。Tanner软件包括S-Edit，T-Spice， L-Edit与LVS[1]。 L-Edit Pro是Tanner EDA软件公司所出品的一个IC设计和验证的高性能软件系统模块，具有高效率，交互式等特点，强大而且完善的功能包括从IC设计到输出，以及最后的加工服务，完全可以媲美百万美元级的IC设计软件。L-Edit Pro包含IC设计编辑器(Layout Editor)、自动布线系统(Standard Cell Place & Route)、线上设计规则检查器（DRC）、组件特性提取器（Device Extractor）、设计布局与电路netlist的比较器(LVS)、CMOS Library、Marco Library，这些模块组成了一个完整的IC设计与验证解决方案。L-Edit Pro丰富完善的功能为每个IC设计者和生产商提供了快速、易用、精确的设计系统。 1.2 设计目标 1.用tanner软件中的原理图编辑器S-Edit编辑一位全加器电路原理图 2.用tanner软件中的TSpice对一位全加器的电路进行仿真并分析波形 3.用tanner软件中的版图编辑器L-Edit进行一位全加器电路的版图绘制，并进行DRC验证 4.用tanner软件中的TSpice对一位全加器的版图进行仿真并分析波形 5.用tanner软件的layout-Edit中的lvs功能对一位全加器进行LVS检验观察原理图与版图的匹配程度
版图设计规范
Q/AT 中国电子科技集团公司第十三研究所企业标准 Q/AT 43016.×××-2005 第十六专业部 薄膜电路版图设计规范 拟制： 审核： 批准： 2005-9-6版 中国电子科技集团公司第十三研究所批准
目录?1.版图一般要求 ?2.版图元件要求 ?3.基片和组装材料选择 ?4.薄膜电阻最大允许电流 ?5. 版图和组装图审核要求 ?附录1 元器件降额准则（摘要）?附录2 版图和组装图审核表 ?附录3 组装图模版（AUTOCAD格式）
薄膜电路版图设计规范 版本：2005-9-6 1版图一般要求： 1.1基片和掩模版尺寸 1.3非标准尺寸基片：50mm×60mm。图形阵列最大尺寸不应大于46mm×56mm。 采用非标准基片要与工艺负责人商量。 1.4划线框尺寸：微晶玻璃基片200um，陶瓷基片 300um。 1.5基片厚度 进口瓷片厚度 0.38mm 0.25mm。 国产瓷片厚度0.4mm 0.5mm， 0.8mm，1.0mm。 需要其它厚度陶瓷基片时，要提前预订。 1.6单元基片最大尺寸（包括划线槽） 必须同时满足以下两个要求: （1）单元基片的每个边（角）到管座台面对应边（角）的最小距离0.5mm，（D-C>1）（2）单元基片边长比管壳对应管柱中心距应小1.5mm以上（A-B >1.5）。 表2 TO-8系列管壳对应最大正方形基片尺寸 1.7常规生产应采用铬版。 1.8有薄膜电阻的版，要制作三层版。 第1层负版。金块图形。 第2层正版。金块图形加上电阻图形。 第3层正版。仍为金块图形。
1.9没有薄膜电阻的版，制作2块版。 第1层负版。金块图形 第2层正版。仍为金块图形。 1.10带金属化通孔的版，制作2层版。， 第1层正版。金块图形，包括孔焊盘。 第2层正版。金块图形加上电阻图形。 1.10.1小孔的位置在正式的版图中不应画出，也不用标记。可以在不制版的图层中标出。 1.10.2版图上应设计一个十字对位标记，用于孔化基片光刻对位，如下图所示。 1.11掩模版要有标识： 在版图的空隙应加上版号或更新的编号。比如，版号为741，一次改版时，标示为 741A。 旧版仍沿用旧的版号。 新版号由各研究室主任给出1个3位数版号，遇到旧版号跳过。 1.12标准薄膜电阻。 在电阻图形中，应包含一个较宽的正方形电阻，以便精确地测量方块电阻。 比如：200μm×200μm。 1.13方块电阻标准值 微晶玻璃上方块电阻R□=100Ω； 陶瓷基片上方块电阻R□=50Ω。 应当尽量使用标准方块电阻，特殊的要求与工艺负责人商量。 1.14负版增加对位图形。 负版精缩时应在的图形阵列对角外，多曝光6个单元图形，如图A所示。 负版直扫时应在的图形阵列对角外作“L”图形，条宽1mm，长度5mm。如图B所示。
实验一1位二进制全加器的设计
龙岩学院实验报告 班级学号姓名同组人 实验日期室温大气压成绩 实验题目：基于原理图输入法的1位二进制全加器的设计 一、实验目的 1、学习、掌握QuartusⅡ开发平台的基本使用。 2、学习基于原理图输入设计法设计数字电路的方法，能用原理图输入设计法 设计1位二进制半加器、1位二进制全加器。 3、学习EDA-V型实验系统的基本使用方法。 二、实验仪器 装有QuartusⅡ软件的计算机一台、EDA系统实验箱、导线若干 三、实验原理 半加器只考虑两个1位二进制数相加，而不考虑低位进位数相加。半加器的逻辑函数 为 式中A和B是两个相加的二进制数，S是半加和，C是向高位的进位数。表1为半加器真值表。 表1 A B C S 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 显然，异或门具有半加器求和的功能，与门具有进位功能。 其逻辑图跟逻辑符号如下图：
全加器除了两个1位二进制数相加以外，还与低位向本位的进位数相加。表2为全加器的真值表。 表2 A i B i C I-1 C i S 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 由真值表可得出逻辑函数式 式中，A i 和B i 是两个相加的1为二进制数，C i-1 是由相邻低位送来的进位数， S I 是本位的全加和，C I 是向相邻高位送出的进位数。其逻辑图跟逻辑符号如下图所示： 四、实验内容 1、根据1位二进制半加器、1位二进制全加器的真值表，设计并画出1位二进制半加器的原理框图，由半加器及门电路设计并画出1位二进制全加器的原理框图（最终设计的是1位二进制全加器）。
USB设备驱动程序设计
USB设备驱动程序设计 引言 USB 总线是1995 年微软、IBM 等公司推出的一种新型通信标准总线， 特点是速度快、价格低、独立供电、支持热插拔等，其版本从早期的1.0、1.1 已经发展到目前的2.0 版本，2.0 版本的最高数据传输速度达到480Mbit/s，能 满足包括视频在内的多种高速外部设备的数据传输要求，由于其众多的优点，USB 总线越来越多的被应用到计算机与外设的接口中，芯片厂家也提供了多种USB 接口芯片供设计者使用，为了开发出功能强大的USB 设备，设计者往往 需要自己开发USB 设备驱动程序，驱动程序开发一直是Windows 开发中较难 的一个方面，但是通过使用专门的驱动程序开发包能减小开发的难度，提高工 作效率，本文使用Compuware Numega 公司的DriverStudio3.2 开发包，开发了基于NXP 公司USB2.0 控制芯片ISP1581 的USB 设备驱动程序。 USB 设备驱动程序的模型 USB 设备驱动程序是一种典型的WDM(Windows Driver Model)驱动程序，其程序模型如图1 所示。用户应用程序工作在Windows 操作系统的用户模式层，它不能直接访问USB 设备，当需要访问时，通过调用操作系统的 API(Application programming interface)函数生成I/O 请求信息包(IRP)，IRP 被传输到工作于内核模式层的设备驱动程序，并通过驱动程序完成与UBS 外设通 信。设备驱动程序包括两层：函数驱动程序层和总线驱动程序层，函数驱动程 序一方面通过IRP 及API 函数与应用程序通信，另一方面调用相应的总线驱动 程序，总线驱动程序完成和外设硬件通信。USB 总线驱动程序已经由操作系统 提供，驱动程序开发的重点是函数驱动程序。 USB 设备驱动程序的设计
用门电路设计一位的全加器
实验二组合逻辑设计 一、实验目的 1、掌握组合电路设计的具体步骤和方法； 2、巩固门电路的运用和电路搭建能力； 3、掌握功能表的建立与运用； 4、为体验MSI（中规模集成电路）打基础。 二、实验使用的器件和设备 四2输入异或门74LS86 1片 四2输入正与非门74LS00 1片 TDS-4数字系统综合实验平台1台 三、实验内容 1．测试四2输入异或门74LS86 一个异或门的输入和输出之间的逻辑关系。 2．测试四2输人与非门74LS00一个与非门的输入和输出之间的逻辑关系。 3．等价变换Si=Ai○十Bi○十Ci-1 Ci=AiBi +（Ai○十Bi）Ci-1 4．画出变换后的原理图和接线图。 四、实验过程 1、选择实验题目，分析逻辑功能 用门电路设计一位的全加器 一位全加器：在进行两个数的加法运算时不仅要考虑被加数和加数而且要考虑前一位(低位)向本位的进位的一种逻辑器件。 2、根据逻辑功能写出真值表； 3、根据真值表写出逻辑函数表达式； Si=Ai○十Bi○十Ci-1 Ci=AiBi +（Ai○十Bi）Ci-1 4、利用卡诺图法或布尔代数法对逻辑函数表达式进 行化简； 不需化简 Si=Ai○十Bi○十Ci-1 Ci=AiBi +（Ai○十Bi）Ci-1 5、将化简的逻辑表达式等价变换，统计出实验所需芯片；
Si=Ai○十Bi○十Ci-1 所需芯片： 四2输入异或门74LS86 1片 四2输入正与非门74LS00 1片 6、根据各芯片的引脚图，测试所有需用芯片的功能，画出各芯片的功能表； VCC VCC 74LS86接线图 74LS00接线图 74LS 86芯片测试结果74LS00 芯片测试结果
一位全加器的设计
课程设计任务书 学生：袁海专业班级：电子1303班 指导教师：封小钰工作单位：信息工程学院 题目: 一位全加器的设计 初始条件： 计算机、ORCAD软件，L-EDIT软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周 2、技术要求： （1）学习ORCAD软件，L-EDIT软件。 （2）设计一个一位全加器电路。 （3）利用ORCAD软件对该电路进行系统设计、电路设计，利用L-EDIT软件进行版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《理工大学课程设计工作规》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规。 时间安排： 2016.12.30布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。 2016.12.31-2017.1.2学习ORCAD软件和L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计容的基本理论知识。 2017.1.3-2017.1.4对一位全加器电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2017.1.5 提交课程设计报告，进行答辩。
指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 目录 摘要 .................................................................................................................................. I ABSTRACT ........................................................................................................................ I 1绪论 (1) 1.1集成电路发展现状 (1) 1.2集成电路版图工具L-edit简介 (1) 2全加器原理及一位全加器原理图设计 (1) 2.1一位全加器原理简介 (1) 2.2实现一位全加器功能的原理图设计 (1) 2.2.1一位全加器原理图 (1) 2.2.2基于ORCAD的一位全加器设计 (1) 2.2.3 一位全加器的电路图仿真 (1) 3一位全加器的版图设计 (1) 3.1确定一位全加器版图结构 (1) 3.2源漏共享缩小版图面积 (1) 3.3 版图所需基础器件绘制编辑 (1) 3.3.1 PMOS、NMOS等基础器件编辑 (1) 3.3.2 两输入与非门与异或门的绘制编辑 (1) 3.3.3源漏共享得到版图 (1) 3.4 绘制最终一位全加器版图 (1) 4心得体会 (1) 5参考文献 (1)
一位全加器
存档资料成绩： 华东交通大学理工学院 课程设计报告书 所属课程名称计算机组成原理 题目一位全加器的设计 分院电信分院 专业班级 15计算机科学与技术3班 学号20150210440313 学生姓名张子辰 指导教师王莉 2016 年 12 月 19 日
课程设计（论文）评阅意见 评阅人 王莉 职称 讲师 2016年12月19日 序号 项 目 等 级 优秀 良好 中等 及格 不及格 1 课程设计态度评价 2 出勤情况评价 3 任务难度评价 4 工作量饱满评价 5 任务难度评价 6 设计中创新性评价 7 论文书写规范化评价 8 综合应用能力评价 综合评定等级
目录 引言 (2) 一.全加器的介绍 (2) 1.1 全加器的基本概念 (2) 1.2全加器仿真设计分析 (3) 1.3 全加器的原理 (3) 二.课程设计目的 (3) 三.不同方法的一位全加器设计 (4) 3.1用逻辑门设计全加器 (4) 3.2 用74LS38译码器设计全加器 (6) 3.3用74LS153D数据选择器设计全加器 (8) 四.观测仿真电路 (10) 4.1逻辑门仿真电路的分析 (10) 4.2 74LS138译码器仿真电路的分析 (12) 4.3 74LS153D数据选择器仿真电路的分析 (13) 五.两位全加器的实现 (15) 5.1.原理 (15) 5.2创建电路 (18) 5.3 仿真电路的输出信号分析 (19) 六.收获与心得 (19) 参考文献 (20)
一位全加器的设计 引言 MAX+PLUS II是一个专门用于电路设计与仿真的工具软件。它以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用等突出优点，迅速被推广应用。MAX+PLUS II仿真软件能将电路原理图的创建、电路的仿真分析及结果输出都集成在一起，并具有绘制电路图所需的元器件及其仿真测试的仪器，可以完成从电路的仿真设计到电路版图生成的全过程，从而为电子系统的设计、电子产品的开发和电子系统工程提供一种全新的手段和便捷的方法。 数字系统的基本任务之一就是进行算术运算。而常见的加、减、乘、除等运算均可以利用加法运算来实现。所以，加法器就成为数字系统中最基本的运算单元，可广泛用于构成其它逻辑电路。 一.全加器的介绍 1.1 全加器的基本概念 加法器是一种常见的组合逻辑部件，有半加器和全加器之分。半加器是只考虑两个加数本身，而不考虑来自低位进位的逻辑电路，就是两个相加数最低位的加法运算。全加器不仅考虑两个一位二进制数相加，还要考虑与低位进位数相加的运算电路。两个数相加时，除最低位之外的其余各位均是全加运算
电路版图设计与规则
第三章集成电路版图设计 每一个电路都可以做的很完美,对应的版图也可以画的很艺术，需要的是耐心和细心，当然这需要知识，至少我这么认为。 3.1认识设计规则（design rule） 什么是设计规则？根据实际工艺水平(包括光刻精度、刻蚀能力、对准容差等)和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。芯片上每个器件以及互连线都占有有限的面积。它们的几何图形形状由电路设计者来确定。（从图形如何精确地光刻到芯片上出发，可以确定一些对几何图形的最小尺寸限制规则，这些规则被称为设计规则） 制定设计规则的目的：使芯片尺寸在尽可能小的前提下，避免线条宽度的偏差和不同层版套准偏差可能带来的问题，尽可能地提高电路制备的成品率。 设计规则中的主要内容：Design Rule通常包括相同层和不同层之间的下列规定： 最小线宽 Minimum Width 最小间距 Minimum Spacing 最小延伸 Minimum Extension
最小包围 Minimum Enclosure 最小覆盖 Minimum Overlay 集成电路版图设计规则通常由集成电路生产线给出，版图设计者必须严格遵守！！！ 3.2模拟集成电路版图设计中遵从的法则 3.2.1电容的匹配 对于IC layout工程师来说正确地构造电容能够达到其它任何集成元件所不能达到的匹配程度。下面是一些IC版图设计中电容匹配的重要规则。 1）遵循三个匹配原则：它们应该具有相同方向、相同的电容类型以及尽可能的靠近。这些规则能够有效的减少工艺误差以确保模拟器件的功能。 2）使用单位电容来构造需要匹配的电容，所有需要匹配的电容都应该使用这些单位电容来组成，并且这些电容应该被并联，而不是串联。3）使用正方块电容，并且四个角最好能够切成45度角。周长变化是导致不匹配的最主要的随机因素，周长和面积的比值越小，就越容
1位全加器的电路和版图设计
集成电路设计基础 论文题目：CMOS全加器设计学院：信息科学与工程学院专业：集成电路工程 姓名：耿烨亮 学号：1311082135
CMOS全加器设计 摘要：现代社会随着电路的集成度越来越高，功耗和信号延迟成为超大规模集成电路的关键。加法运算是数字系统中最基本的运算，为了更好地利用加法器实现减法、乘法、除法等运算，需要对全加器进行功能仿真设计和分析。另外通过全加器可以对其它相关电路有所了解。因此只有深刻理解了全加器的性能才能进一步减小功耗和信号延迟[1]。本文用对一位全加器进行了全面的分析。并且通过使用Cadence公司的工具IC 5141与Hspice来实现全定制的整个设计流程。 关键词：全加器；全定制；Cadence
As the circuit’s integration is increasing in the modern society，Power consumption and signal delay is crucial to the design of high-performance very large scale integration circuits. Addition operation is the basic operation of the digital system, In order to achieve much better use of the adder subtraction, multiplication, division and other operations, The need for full adder functional simulation design and analysis is necessary .what’s more, we can understand the other related circuitry through the full adder , Therefore, only a deep understanding of the performance of the full adder can we reduce the power consumption and signal delay.The paper has a comprehensive analysis to the full adder. And through the use of Cadence tool IC 5141 and Hspice to achieve full custom throughout the design process. Key words: the full adder ; Full – Custom; Cadence
实验一1 1位全加器的设计
实验一1位全加器的设计 一、实验目的 1.熟悉ISE软件的使用； 2.熟悉下载平台的使用； 3.掌握利用层次结构描述法设计电路。 二、实验原理及说明 由数字电路知识可知，一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，其原理图如图1所示。该设计利用层次结构描述法，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验板，其中a,b,cin 信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，输出sum,cout信号采用发光二极管LED3，LED2来显示。 图1 全加器原理图 三、实验步骤 1.在ISE软件下创建一工程，工程名为full_adder，工程路径在E盘，或DATA盘， 并以学号为文件夹，注意不要有中文路径，注意：不可将工程放到默认的软件安装 目录中。芯片名为Spartan3E系列的XC3S500E-PQG208 2.新建Verilog HDL文件，首先设计半加器，输入如下源程序； module half_adder(a,b,s,co); input a,b; output s,co;
wire s,co; assign co=a & b; assign s=a ^ b; endmodule 3.保存半加器程序为half_adder.v，通过HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文 件，随后进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性，观察两种仿真波形的差异。 4.在Design窗口中，选择Design Utilities→Create Schematic Symbol创建半加器模 块； 5.新建一原理图(Schematic)文件，在原理图中调用两个半加器模块、一个或门模块, 按照图1所示连接电路，并连接输入、输出引脚。完成后另保存full_adder.sch。 6.对设计进行综合，如出现错误请按照错误提示进行修改。 7.HDL Bench画仿真波形，获得仿真用激励文件，分别进行功能与时序仿真，验证全 加器的逻辑功能，观察两类波形的差异。 8.根据下载板的情况锁定引脚 9.下载，采用JATG方式进行下载，通过SW0,SW1,SW2输入，观察的LED2，LED3， 亮灭情况，验证全加器的逻辑功能。 四、思考题 1.为什么在实验步骤3中，将半加器保存为half_adder，可否保存为full_adder？ 2.对电路进行功能仿真与时序仿真时，发现二者有什么样的区别？ 3.为什么要进行引脚锁定？ 4.采用层次结构法描述电路有什么样的优点？
虚拟设备驱动程序设计中的两个关键问题
虚拟设备驱动程序设计中的两个关键问题 在虚拟设备驱动程序(VxD)的设计中，两个尤为关键，且又令人困扰的问题是VxD 的虚拟化和VxD与应用程序间的通信机制。下面，对这两个问题作一详细的探讨。 一、VxD的虚拟化 由于Windows允许同时运行多个任务，所以出现多个进程试图同时访问同一物 理设备的情况时，如果多个应用程序通过同一个DLL驱动程序（注意和虚拟设备驱 动程序VxD的区别）访问设备，不需要对该设备虚拟化，驱动程序使之顺序访问；如果是多个Windows应用程序对相同设备同时访问，由于都运行于System VM（系统虚拟机），所以也不需要虚拟化，它们的访问将由一个驱动程序(Windows driver DLL)进行检测并使之串行化，而不是依靠VxD；如果多个VM试图访问同一 设备，由于DOS应用程序能够直接操纵硬件，所以必须对该设备进行虚拟化，一个 虚拟化设备的VxD负责可靠地检测多个VM试图访问同一设备的情况，并采取仲裁的 策略来解决这种冲突。这里可能有以下几种解决方案： 1、允许一个VM访问物理设备，同时忽略其它的VM。这是最简单的虚拟化 形式 。如VPD(Virtual Printer Device)。 2、允许一个VM访问物理设备，同时为其它的VM虚拟化设备。如VKD(Virtual Keyboard Device)分配给一个VM，并使之获得物理键盘的访问权（包括键盘中 断 在内），对其它的VM而言，VKD只向它们提供一个空的键盘缓冲区。 3、允许多个VM共享同一物理设备。尽管存在假象，但从VM的观点来看，这种 方法与独享访问一样。如VDD(Virtual Display Device)，使每一个Windows环境 下的DOS VM认为是直接写入显存，其实只是被VDD映射到了一个窗口的缓冲区。 4、VxD独立访问物理设备的同时，允许一个VM访问虚拟设备，这是最复杂的 虚拟化形式。如VCD(Virtual Com Device),VCD缓冲区接收串行数据并通过映射中 断透明地传给相应的一个VM，VM在中断处理过程中读取串口数据寄存器，这些数 据的实质是VCD缓冲区已经接收的数据。 与物理设备一样，硬件中断很多时候也必须虚拟化，这种情况更为复杂。虚拟化中断实质上就是将硬件产生的中断映射到需要它的每一个VM（不管该VM是否 正在运行），替代VxD进行服务。在这里我们给出一个虚拟化中断的VxD实例的几 个重要回调过程，并采用最简单的仲裁策略来解决访问冲突（见程序1）。 typedef struct
一位全加器的设计(学习资料)
课程设计任务书 学生姓名：袁海专业班级：电子1303班 指导教师：封小钰工作单位：信息工程学院 题目: 一位全加器的设计 初始条件： 计算机、ORCAD软件，L-EDIT软件 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周 2、技术要求： （1）学习ORCAD软件，L-EDIT软件。 （2）设计一个一位全加器电路。 （3）利用ORCAD软件对该电路进行系统设计、电路设计，利用L-EDIT软件进行版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 2016.12.30布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。 2016.12.31-2017.1.2学习ORCAD软件和L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计内容的基本理论知识。 2017.1.3-2017.1.4对一位全加器电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。 2017.1.5 提交课程设计报告，进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要.................................................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................................... II 1绪论. (1) 1.1集成电路发展现状 (1) 1.2集成电路版图工具L-edit简介 (1) 2全加器原理及一位全加器原理图设计 (3) 2.1一位全加器原理简介 (3) 2.2实现一位全加器功能的原理图设计 (4) 2.2.1一位全加器原理图 (4) 2.2.2基于ORCAD的一位全加器设计 (4) 2.2.3 一位全加器的电路图仿真 (7) 3一位全加器的版图设计 (9) 3.1确定一位全加器版图结构 (9) 3.2源漏共享缩小版图面积 (10) 3.3 版图所需基础器件绘制编辑 (12) 3.3.1 PMOS、NMOS等基础器件编辑 (12) 3.3.2 两输入与非门与异或门的绘制编辑 (13) 3.3.3源漏共享得到版图 (14) 3.4 绘制最终一位全加器版图 (15) 4心得体会 (18) 5参考文献 (19)
字符设备驱动程序设计
实验七字符设备驱动程序设计 实验目的 掌握字符设备驱动程序编写的框架； 掌握设备驱动相关的知识； 实验原理 参考本周大课课件《字符设备驱动程序.PPT》。 实验步骤 建立一个工作目录，我们的驱动程序模块程序保存在这个目录下； #mkdir first_drv #cd first_drv 1 自己编写一个字符设备驱动程序,程序格式参考下面； #include
//（4）初始化cdev结构 ........ //（5）注册cdev结构 ........ return 0; } static void __exit XXX_exit(void) { //注销cdev结构 ........ //注销设备号 } module_init(.......); module_exit(.......); MODULE_LICENSE(......); 注意：要求底层函数要实现open,release,write,read方法。 2 编写Makefile文件 内容格式，参考如下： obj-m +=模块程序文件名.o all: make -C 内核源码路径M=`pwd` modules #这一行要以TAB键开头 clean: make -C 内核源码路径M=`pwd` modules clean #这一行要以TAB键开头 3 编译模块，拷贝到根文件系统中 编译内核模块，直接使用make命令就可以了； #make 编译没有错误时，将模块拷贝到跟文件系统中； #cp xxx.ko /opt/rootfs/lib/modules/3.5.0-yyy/ 4 启动开发板，进入linux系统后，在开发板上加载和卸载模块 加载： # insmod /lib/modules/3.5.0-yyy/xxxx.ko 查看系统分配的设备号
1位全加器的设计
1位全加器的设计 一、实验目的 1.熟悉QUARTUSII软件的使用； 2.熟悉实验箱的使用； 3.掌握利用层次结构描述法设计电路。 二、实验原理及说明 由数字电路知识可知，一位全加器可由两个一位半加器与一个或门构成，其原理图如图1所示。该设计利用层次结构描述法，首先设计半加器电路，将其打包为半加器模块；然后在顶层调用半加器模块组成全加器电路；最后将全加器电路编译下载到实验箱，其中ain,bin,cin信号可采用实验箱上SW0,SW1,SW2键作为输入，并将输入的信号连接到红色LED管LEDR0,LEDR1,LEDR2上便于观察，sum,cout信号采用绿色发光二极管LEDG0,LEDG1来显示。 图1.1 全加器原理图 三、实验步骤 1.在QUARTUSII软件下创建一工程，工程名为full_adder，芯片名为EP2C35F672C6 注意工程路径放到指定的数据文件夹，不可放到软件安装目录中； 2.新建Verilog语言文件，输入如下半加器Verilog语言源程序； module half_adder(a,b,s,co); input a,b; output s,co; wire s,co;
assign co=a & b; assign s=a ^ b; endmodule 3.保存半加器程序为half_adder.v，进行功能仿真、时序仿真，验证设计的正确性 4.选择菜单Fil e→Create/Update→Create Symbol Files for current file，创建 半加器模块； 5.新建一原理图文件，在原理图中调用半加器、或门模块和输入，输出引脚，按照图 1所示连接电路。并将输入ain,bin,cin连接到FPGA的输出端，便于观察。完成后另保存full_adder。 6.对设计进行全编译，如出现错误请按照错误提示进行修改。 7.分别进行功能与时序仿真，验证全加器的逻辑功能。 9.下载 采用JATG方式进行下载，通过SW0,SW1,SW2输入，观察的LEDR[0]，LEDR[1]，LEDR[2]，LEDG[0]，LEDG[1]亮灭验证全加器的逻辑功能。 四、思考题 1.为什么在实验步骤3中，将半加器保存为half_adder，可否保存为full_adder？ 2.对电路进行功能仿真与时序仿真时，发现二者有什么样的区别？ 3.为什么要进行引脚锁定？ 4.采用层次结构法描述电路有什么样的优点？
1位全加器原理图输入设计
南昌航空大学实验报告 年月日 课程名称: EDA技术实验课程名称: 1位全加器原理图输入设计 班级:_09083114___姓名: 同组人:___________________________ 指导老师评定:___________________________签名:________________________ 实验目的 1、熟悉利用Quartus II的原理图输入方法设计简单组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个全加器的设计把握利用EDA软件进行电子线路设计的详细步骤； 2掌握利用EDA工具进行原理图输入这几、仿真、综合的方法。 实验原理 1位全加器可由两个半加器及或门连接而成；多为全加器可以由多个1位全加器构成，加法器间的进位可以串行方式实现，即将低位加法器的进位输出cout与相邻的高位加法器的最低进位输入信号cin相接。 实验步骤 1.要设计的半加器为h_adder，如图4-1所示，a为被加数，b为加数，so为何，co为进位输出。 图4-1 1为半加器原理图 原理图设计完成后进行编译，编译通过进行下一步操作。 2.波形仿真如图4-2
图4-2 半加器波形仿真图 由波形图可以看出，当a和b都为1是，产生进位，此时co为1，so为0，只有a或者b为1时，不产生进位，co为0，so为1，a和b 都为0时，co和so都为0。 3、1位全加器由两个半加器及或门连接而成，如图4-3所示，ain为被加数，bin 为加数，cin为进位输入，sum为和，cout为进位输出。 图4-3 1位全加器原理图 原理图设计完成后进行编译，编译通过进行下一步操作。 4、1位全加器波形仿真如图4-4所示 图4-4 1位全加器波形仿真图 由波形图的1位全加器的真值表如表4.1所示