集成电路分析与设计实验
集成电路分析与设计

第一章集成电路的发展1.何谓集成电路(Integrated Circuits)?集成电路:指通过一系列特定的加工工艺, 将晶体管,二极管等有源器件和电阻,电容,电感等无源器件,按照一定的电路互连,”集成”在一块半导体晶片上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能的一种器件.2.什么是摩尔定律(Moore’s Law)?它对集成电路的发展有什么作用?集成度:大约每三年翻两番,特征尺寸:每六年缩小近一倍事实上,摩尔定律并不是一个物理定律,而是一种预言,一张时间表。
它鞭策半导体产业界不断进步,并努力去实现它。
从根本上讲,摩尔定律是一种产业自我激励的机制,它让人们无法抗拒,并努力追赶,谁跟不上,谁就可能被残酷地淘汰。
摩尔定律已成为一盏照亮全球半导体产业前进方向的明灯。
3.IC发展水平的指标是什么?随着IC工业的发展,这些指标如何变化?集成规模(Integration scale)和特征尺寸(Feature size) 单个芯片上已经可以制作含有几百万个晶体管的一个完整的数字系统或数模混合的电子系统,集成电路的特征尺寸也已发展到深亚微米水平,0.18μm工艺已经走向规模化生产.4.什么是IDM、Fabless和Foundry?理解他们之间的关系。
IDM:集成电路发展的前三十年中,设计、制造和封装都是集中在半导体生产厂家内进行的,称之为一体化制造(IDM,Integrated Device Manufacturer)的集成电路实现模式。
无生产线(Fabless)集成电路设计提供了条件,为微电子领域发展知识经济提供了条件。
Fabless:1.设计公司拥有设计人才和设计技术,但不拥有生产线2.芯片设计公司不拥有生产线而存在和发展,而芯片制造单位致力于工艺实现(代客户加工,简称代工)3.设计单位与代工单位以信息流和物流的渠道建立联系Foundry:Foundry(代客户加工)第二章PN结的形成1.P型、N型半导体的形成及其能带结构图(EF与掺杂的关系)在纯净的硅晶体中掺入三价元素(如硼),使之取代晶格中硅原子的位置,此时自由电子和空穴浓度远远小于由于掺杂带来的空穴浓度,因此自由电子的导电基本可以忽略,这样的半导体叫做P型半导体。
集成电路分析与设计实践教学改革初探

集成电路分析与设计实践教学改革初探摘要:为培养应用型集成电路设计人才,对集成电路分析与设计实践教学改革进行了探讨,提出了改革的目的,并提出了具体的改革方案,从而进一步完善集成电路分析与设计的教学体系,使得理论知识与实践知识相互融合,提高学生的创新能力和实践能力。
关键词:集成电路实践教学创新能力1 引言集成电路(Integrated Circuit,IC)产业是信息产业的基础和核心,随着我国电子信息技术飞速发展,迎来了空前的发展机遇。
传统集成电路设计和生产流程近年来已经发生了改变,大多设计均采用无生产线设计,加工采用代工方式。
我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平,2010年我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高校的一个迫切任务[1,2]。
作为微电子专业,尤其是集成电路设计方向的主干课,该课程理论严密、逻辑性强,具有广阔的工程背景,因此该课程的学习要注重培养学生的科学思维能力和分析问题解决问题的能力。
更重要的是,集成电路设计专业是一个工程性和实践性很强的专业,其人才培养目标定位于培养从事集成电路及各类电子信息系统的设计与应用的高级工程技术人才,这就要求该专业的毕业生应该具有较高的工程素质、很强的实验技能和动手实践能力,而这些素质和能力需要通过实践教学体系来培养,因此实践教学环节对于集成电路分析与设计课程来说,具有极其重要的意义[2]。
本文在集成电路分析与设计实践教学的基础上,谈谈自己的一些体会与探索。
2 实践教学体系改革目标集成电路设计具有一定的特殊性,集成电路设计过程需要集成电路专业人才经过严格的实践训练并且积累一定的工程实践经验。
高等院校培养集成电路专业人才的目标需要由知识型转变为能力型,定位在“应用型”层次上,因此必须加强集成电路分析与设计的实践教学。
实践教学体系的构建应该实现如下的目标:(1)从课程自身的特点出发,通过对其实践教学的加强,将理论知识通过实践教学加以深化;(2)通过实践教学提高学生的专业技能和动手能力,为以后的工程实践奠定基础;(3)培养学生发现问题,思考问题,解决问题的能力,提高学生的创新能力和实践能力;(4)通过实践教学,培养学生的工程素质,提高学生的毕业就业率。
集成电路实验报告

班级:XX姓名:XXX学号:XXXXXX指导老师:XXX实验日期:XXXX年XX月XX日一、实验目的1. 理解集成电路的基本组成和工作原理。
2. 掌握基本的集成电路设计方法,包括原理图设计、版图设计、仿真分析等。
3. 学习使用集成电路设计软件,如Cadence、LTspice等。
4. 通过实验加深对集成电路理论知识的理解,提高动手能力和问题解决能力。
二、实验内容本次实验主要包括以下内容:1. 原理图设计:使用Cadence软件绘制一个简单的CMOS反相器原理图。
2. 版图设计:根据原理图,使用Cadence软件进行版图设计,并生成GDSII文件。
3. 仿真分析:使用LTspice软件对设计的反相器进行仿真分析,测试其性能指标。
4. 版图与原理图匹配:使用Cadence软件进行版图与原理图的匹配,确保设计正确无误。
三、实验步骤1. 原理图设计:- 打开Cadence软件,选择原理图设计模块。
- 根据反相器原理,绘制相应的电路符号,包括NMOS和PMOS晶体管、电阻和电容等。
- 设置各个元件的参数,如晶体管的尺寸、电阻和电容的值等。
- 完成原理图设计后,保存文件。
2. 版图设计:- 打开Cadence软件,选择版图设计模块。
- 根据原理图,绘制晶体管、电阻和电容的版图。
- 设置版图规则,如最小线宽、最小间距等。
- 完成版图设计后,生成GDSII文件。
3. 仿真分析:- 打开LTspice软件,选择仿真模块。
- 将GDSII文件导入LTspice,生成对应的原理图。
- 设置仿真参数,如输入电压、仿真时间等。
- 运行仿真,观察反相器的输出波形、传输特性和功耗等性能指标。
4. 版图与原理图匹配:- 打开Cadence软件,选择版图与原理图匹配模块。
- 将原理图和版图导入匹配模块。
- 进行版图与原理图的匹配,检查是否存在错误或不一致之处。
- 修正错误,确保版图与原理图完全一致。
四、实验结果与分析1. 原理图设计:- 成功绘制了一个简单的CMOS反相器原理图,包括NMOS和PMOS晶体管、电阻和电容等元件。
数字集成电路设计实验报告

数字集成电路设计实验报告
摘要:
本实验旨在设计一个数字集成电路,实现特定功能。
本报告将介绍实验目的、背景和理论知识、设计方法、实验步骤、结果分析和讨论以及实验总结。
1.实验目的:
设计一个数字集成电路,实现特定功能,并通过实验验证设计的正确性和可行性。
2.背景和理论知识:
简要介绍数字集成电路的基本概念和原理,并介绍与本实验相关的理论知识,包括逻辑门、布尔代数、时序电路等。
3.设计方法:
本部分将详细介绍实验中采用的设计方法,包括采用的逻辑门类型、布尔代数的转换方法、时序电路的设计方法等。
4.实验步骤:
本部分将详细描述实验的具体步骤,包括电路图的绘制、器件的选择和布局、逻辑设计的步骤、时序电路的设计方法、电路的仿真等。
5.结果分析和讨论:
本部分将对实验结果进行分析和讨论,比较设计与实际结果的差异,分析可能的原因,并讨论实验的局限性和改进方向。
6.实验总结:
总结实验过程中的收获和经验,评估实验的结果和设计的可行性,并提出对未来工作的展望和建议。
通过对数字集成电路设计实验的详细介绍和分析,本报告旨在提供一份完整的实验报告,帮助读者理解实验过程和结果,并为今后的设计工作提供参考。
集成元件实验报告总结

一、实验目的本次实验旨在通过实际操作,加深对集成元件的理解和认识,掌握集成元件的基本应用,并锻炼学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验内容1. 集成门电路实验(1)实验目的:验证常用集成门电路的逻辑功能,熟悉各种门电路的逻辑符号,了解TTL集成电路的特点、使用规则和使用方法。
(2)实验内容:测试74LS00四2输入与非门、74LS86四2输入异或门、74LS11三3输入与门、74LS32四2输入或门、74LS04反相器的逻辑功能。
2. 集成运算放大电路实验(1)实验目的:进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点,掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法,了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。
(2)实验内容:搭建反相比例放大电路、同相比例放大电路、差动放大电路,观察输入输出波形,分析电路特性。
3. 集成计数器实验(1)实验目的:掌握集成计数器构成N进制的计数器的连接方法,了解构成模长M进制计数器的原理。
(2)实验内容:设计并搭建60进制计数电路,观察七段数码显示器计数状态的变化过程,并记录该状态循环。
三、实验结果与分析1. 集成门电路实验实验结果表明,各种门电路的逻辑功能符合预期,能够实现逻辑运算。
通过实验,我们熟悉了各种门电路的逻辑符号,了解了TTL集成电路的特点、使用规则和使用方法。
2. 集成运算放大电路实验实验结果表明,反相比例放大电路、同相比例放大电路、差动放大电路均能正常工作,输入输出波形符合预期。
通过实验,我们进一步理解了集成运算放大器线性应用电路的特点,掌握了集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法,了解了限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。
3. 集成计数器实验实验结果表明,60进制计数电路能够正常工作,七段数码显示器计数状态的变化过程符合预期。
通过实验,我们掌握了集成计数器构成N进制的计数器的连接方法,了解了构成模长M进制计数器的原理。
四、实验心得与体会1. 通过本次实验,我对集成元件有了更加深入的理解和认识,提高了自己的动手能力和分析问题、解决问题的能力。
集成电路设计与实现技术分析

集成电路设计与实现技术分析随着计算机和信息技术的迅猛发展,集成电路设计与实现技术成为了现代电子工程研究领域的一大重点。
集成电路是一种将数十亿个晶体管、二极管、电容等元件集成在一起的现代电子器件,可以实现各种复杂的电路功能,并具有功耗低、速度快、尺寸小等优点。
本文将从集成电路设计的基本原理、设计流程、常用工具和实现技术等方面进行分析。
一、集成电路设计的基本原理集成电路设计的基本原理是将一个大的电路功能模块进行分解,然后将各个分解出的模块进行功能设计和物理细节设计,最后将各个模块组合在一起形成完整的电路。
具体来说,集成电路设计的基本原理包括以下五个方面:1. 电路设计原理。
在集成电路设计中,需要根据需要设计出各种电路模块,包括模拟电路、数字电路、混合电路等。
针对不同类型的电路,需要采取不同的设计方法和设计流程。
2. 设计目标和指标。
在集成电路设计时,需要根据实际需要确定设计目标和指标,包括性能、功耗、可靠性、成本等,以确保设计效果和实际应用效果相符合。
3. 物理细节设计。
在集成电路设计时,需要考虑到电子元器件的物理特性,包括电阻、电容、电感、晶体管等,并根据实际情况进行物理细节设计,包括原理图设计、布局设计等。
4. 制造和加工工艺。
在集成电路设计时,需要考虑到制造和加工工艺的要求,包括工艺流程、工艺控制、工艺变量等,以确保集成电路可以成功制造和完好运行。
5. 整个电路的优化设计。
在集成电路设计中,需要对整个电路进行优化设计,包括优化模型、线路优化、布局优化等,以确保电路的各项指标达到最优化的设计效果。
二、集成电路设计的流程分析集成电路设计的流程通常包括电路分解、电路设计分析、电路综合和验证等四个步骤。
具体流程如下:1. 电路分解。
将大的电路模块分解成若干个小模块,然后进行单独设计和测试。
2. 电路设计分析。
对单个模块进行电路设计,包括原理图设计、和布局设计等。
3. 电路综合。
将各个模块根据指定的规则进行组合,形成完整的电路。
集成电路的外观形貌观察实验报告

集成电路的外观形貌观察实验报告实验目的:观察集成电路的外观形貌,了解其结构和特点。
实验原理:集成电路是由多个电子器件(如晶体管、电容器、电阻器等)通过一定的工艺步骤,集成在一块半导体片上,形成一个完整的电路。
根据用途和结构的不同,集成电路可以分为不同的类型,如数字集成电路、模拟集成电路、混合集成电路等。
不同类型的集成电路有不同的外观形貌。
实验步骤:1. 在实验台上准备好显微镜、集成电路样品和相关仪器。
2. 将集成电路样品放置在显微镜下,并调节显微镜的放大倍数,使集成电路的每个区域都能够清晰观察到。
3. 仔细观察集成电路的外观形貌,包括整体结构、连接线路、器件等。
4. 对集成电路的封装外观进行观察和描述,如封装形式、引脚排列等。
5. 对集成电路的芯片结构进行观察和描述,如晶体管的布局、电阻器和电容器的位置等。
6. 根据观察到的外观特征,分析集成电路的类型和用途。
实验结果与分析:集成电路的外观形貌观察结果将根据具体实验所用的集成电路类型进行描述。
以下是针对几种常见集成电路类型的观察结果和分析:1. 数字集成电路(如逻辑门、计数器等):数字集成电路的外观形貌通常是由多个晶体管和电阻器组成的线路图案。
通过显微镜观察,可以看到晶体管的形状和排列方式,以及层层叠加的金属线路连接。
2. 模拟集成电路(如放大器、滤波器等):模拟集成电路的外观形貌通常是由多个晶体管、电容器和电阻器等器件组成的。
观察过程中,可以看到不同器件的布局和连接方式,如晶体管的位置和排列顺序,电容器和电阻器的封装形式等。
3. 混合集成电路(如模拟数字转换器、放大器芯片等):混合集成电路的外观形貌通常是数字电路和模拟电路结合在一起的。
通过观察,可以看到数字电路和模拟电路之间的连接和布局关系。
根据实验观察的外观特征,可以初步判断集成电路的类型和用途。
同时,可以了解集成电路的封装形式和框架结构,对后续的电路设计和应用有一定的参考价值。
实验结论:通过观察集成电路的外观形貌,可以了解其结构和特点,初步判断其类型和用途。
CMOS射频集成电路分析与设计.

1 绪论1.1 发展历史1.2 现代通信系统概述1.2.1 通信系统的组成图1-1 通信系统的功能方框图1.2.2 数字通信系统图1-2 数字通信系统的组成1.2.3 通信信道及其特性1.2.4 通信信道的数学模型图1-3 加性噪声信道图1-4 带加性噪声的线性滤波信道图1-5 带加性噪声的线性时变滤波器1.3 射频电路在系统中的作用与地位图1-6 射频通信系统示意图图1-7 射频前端方框图1.4 射频电路与微波电路和低频电路的关系1.4.1 频段划分1.4.2 电路的寄生效应1.4.3 电路的设计考虑1.5 应用1.5.1 无线局域网图1-8 Prism Duette双频带收发机芯片组的总体结构图141.5.2 GSM1.5.3 WCDMA1.6 总结参考文献2 线性射频电路的基本特性和分析方法2.1 传输线图2-1 射频电路中常用的均匀传输线2.1.1 传输线波动方程图2-2 一小段传输线的等效电路2.1.2 终端接负载的无损传输线图2-3 以负载处为原点的坐标体系2.1.3 终端接特定负载的无损传输线的工作状态图2-4 短路传输线上电压、电流和输入阻抗的分布图图2-5 开路传输线上电压、电流和输入阻抗的分布图2.1.4 阻抗的周期性和倒置性2.1.5 微带线设计图2-6 微带线的几何结构图2-7 微带线的特性阻抗图2-8 微带线的有效介电常数2.2 Smith圆图2.2.1 阻抗圆图图2-9 阻抗圆图上的归一化阻抗2.2.2 Smith圆图上的反射系数和驻波系数图2-10 阻抗圆图2.2.3 导纳圆图图2-11 导纳圆图上的归一化导纳2.2.4 Smith圆图应用举例图2-12 例2.2的电路图图2-13 利用Smith圆图求解例2.2 2.3 双端口网络2.3.1 网络参量图2-14 双端口网络的电压和电流方向图2-15 双端口网络的入射波和反射波图2-16 S参数的测量2.3.2 网络的互联图2-17 双端口网络的串联图2-18 双端口网络的并联图2-19 双端口网络的串并联图2-20 双端口网络的并串联图2-21 双端口网络的级联2.3.3 信号流图分析法图2-22 信号流图分析法的简化规则图2-23 含电源和负载的双端口网络图2-24 用信号流图分析法分析双端口网络的简化过程2.4 射频电路中的无源分立集总参数元件图2-25 铝金属线归一化电流密度的横截面分布示意图图2-26 铝金属线横截面上的归一化电流密度分布随频率的变化(a=1mm)图2-27 金属铜和铝的趋肤深度随工作频率的变化图2-28 薄膜片上电阻图2-29 炭质电阻图2-30 高频电阻模型图2-31 炭质电阻的阻抗与频率的关系图2-32 表面贴封电容的内部结构图2-33 高频电容模型图2-34 实际电容的阻抗与频率的关系图2-35 高频电感\图2-36 高频电感模型图2-37 实际电感的阻抗与频率的关系2.5 总结参考文献习题图2-38 习题4图图2-39 习题7图图2-40 习题8图3 无源RLC网络和阻抗匹配3.1 无源RLC网络3.1.1 串联RLC网络图3-1 串联RLC网络图3-2 串联RLC网络的阻抗特性图3-3 串联RLC网络中电感储存的磁能、电容储存的电能以及回路储存的总能量随时间的变化情况图3-4 品质因子Q取不同值时回路阻抗的幅频特性和相频特性3.1.2 并联RLC网络图3-5 并联RLC网络图3-6 并联RLC网络的阻抗特性图3-7 品质因子QP取不同值时并联谐振回路阻抗的幅频特性和相频特性3.2 串并联阻抗等效互换图3-8 串并联RLC网络图3-9 电阻R和电抗X的串联形式和并联形式3.3 回路抽头时的阻抗变换图3-10 电感抽头和电容抽头的RLC谐振回路3.4 阻抗匹配图3-11 借以说明阻抗匹配概念的简单电路图3.4.1 L匹配图3-12 L匹配的电路结构图3-13 并/串联电感和电容的阻抗变化轨迹图3-14 利用Smith圆图来求解L匹配问题图3-15 L匹配网络图3-16 Smith圆图上的恒Qn圆3.4.2 T匹配和Pi匹配图3-17 T匹配网络图3-18 利用Smith圆图来设计T匹配网络图3-19 Pi匹配网络图3-20 利用Smith圆图来设计Pi匹配网络3.4.3 微带线匹配图3-21 微带线匹配网络图3-22 利用Smith圆图来设计微带线匹配网络图3-23 归一化阻抗zin=rin+jxin与电容所在位置之间的关系图3-24 更复杂的微带线匹配网络图3-25 全部由微带线组成的匹配网络3.5 总结参考文献习题图3-26 习题3图4 射频集成电路中的基本问题4.1 射频电路的性能度量4.1.1 功率增益和电压增益4.1.2 灵敏度和噪声系数图4-1 电阻的噪声模型4.1.3 线性度和动态范围图4-2 非线性4.1.4 系统设计4.2 射频电路仿真算法及商用仿真软件介绍4.2.1 SPICE模拟器应用于射频领域所遇到的限制4.2.2 射频电路仿真算法4.2.3 射频电路仿真工具4.3 CMOS射频集成电路实现的难点4.4 总结参考文献习题5 集成无源元件5.1 电阻图5-1 有拐角的电阻5.2 电容图5-2 MOS电容的理想C-V曲线图5-3 MIM电容的结构图5-4 三种互连线结构图5-5 “夹心”金属电容5.3 电感图5-6 射频集成电路中电感的典型应用5.3.1 片上平面螺旋型电感图5-7 片上平面螺旋型电感的结构图5-8 接地隔离层图5-9 片上平面螺旋型电感模型图5-10 焊盘的校准结构。
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集成电路分析与设计实验报告班号:_________学号:_____姓名:___成绩:___________________完成日期:年月目录实验2:Linux环境下基本操作 (1)实验3:RTLCompiler对数字低通滤波器电路的综合 (3)实验4: NC对数字低通滤波器电路的仿 (6)实验2:Linux环境下基本操作集成电路设计发展过程中,EDA工具对设计效率的提高起到了巨大推动作用,继而成为现代集成电路设计中不可或缺的一环。
用于集成电路设计的EDA工具多数基于UNIX、Solaris、linux平台。
为了帮助同学学习和使用基于此类平台的集成电路EDA 工具,本实验介绍了linux下的基本操作、命令等。
本实验是实验3和实验4的必要组成部分。
实验中主要对命令行模式下的linux基本操作作了介绍。
命令行模式简单易行,是理解基于脚本的高效率使用EDA工具的方法的基础。
一、目的:1. 熟悉linux文件、目录管理命令;2. 熟悉linux文件链接命令;3. 熟悉linux下文件编辑命令。
二、实验设备与软件集成电路设计终端Linux RedHat 9三、实验内容和步骤1. 系统登陆启动计算机,选择启动linux输入用户名:cdsuser,输入密码:cdsuser至此,完成系统启动,并作为用户cdsuser登录一下简述各种操作。
2. 创建终端和工作文件夹在桌面区域单击右键,选择New Terminal,至此进入命令行模式(可根据需要打开多个)键入察看当前目录命令:pwd ↙说明:此时出现的是当前用户的根文件夹路径。
路径指的是一个文件夹或文件在系统中的位置。
Linux根路径为“/”;当前路径为“./”; 当前路径的上一级路径为“../”。
使用从根路径开始的路径名称成为绝对路径,如“/home/holygun/”。
利用“../”,“./”等方式定义的路径名称成为相对路径,如“../holygun/”。
键入察看当前目录文件命令:ls↙说明:此时列出的是当前目录下的文件和子文件夹列表键入创建文件夹命令:mkdir [学号]↙说明:以你的学号为名建立工作文件夹,所有实验工作应在此文件夹中完成。
以防止和其他实验、毕业设计的同学所作的工作混淆。
键入复制、删除文件命令:cp ./a.dat ../a.dat ↙说明:将当前文件夹下a.dat文件拷贝到父文件夹下,定名为a.datrm ./a.dat ↙说明:再次删除当前文件夹下的a.dat文件,注意命令执行结果。
练习1将/home/tools/cadence/training/holygan0712/下的 filter_lab.tar.gz 拷贝到工作目录下(以学号命名的目录)。
将/home/tools/cadence/training/holygan0712/下的filter_lab.pdf 和filter_lab_report.pdf 拷贝到工作目录下。
3. 文件压缩进入工作目录,察看目录中文件tar zcvf test.tar.gz filter_lab.pdf filter_lab_report.pdf ↙说明:将filter_lab.pdf和filter_lab_report.pdf 压缩成压缩包,命名为test.tar.gz;察看结果。
tar zxvf test.tar.gz ./ ↙说明:将test.tar.gz解压缩到当前目录下,覆盖filter_lab.pdf和filter_lab_report.pdf。
练习2删除test.tar.gz。
将filter_lab.tar.gz解压到工作目录下。
4. 文件编辑、阅读acroread filter_lab.pdf ↙说明:使用pdf阅读器阅读实验指导书gedit a.dat ↙说明:使用gedit编辑、阅读a.dat5. 链接命令删除工作目录/filter_lab/ 下名为library的符号链接。
利用ln命令建立指向 /home/tools/cadence/training/holygan0712/ 的符号链接library。
6. 帮助命令在以上所有linux命令中,如果不清楚用法,均可采用:[待查命令] --help ↙man [待查命令] ↙说明:两种察看命令说明的方法实验3 RTLCompiler对数字低通滤波器电路的综合逻辑综合完成了从RTL级的HDL代码到经过工艺映射的门级网表的设计过程。
本实验结合Cadence RTLCompiler工具,对目标数字滤波器filter进行了综合。
并通过试验过程,让同学基本建立了利用综合工具对电路进行优化、时序分析、功耗初步分析、电路占用芯片面积分析等设计优化方法。
一、目的:1. 掌握Cadence RTLCompiler综合工具的基本作用,输入、输入文件;2. 熟悉Cadence RTLCompiler命令行模式的使用方法;3. 了解Cadence RTLCompiler图形模式的使用方法。
二、实验设备与软件集成电路设计终端Cadence RTLCompiler三、实验原理逻辑综合完成RTL(Register Transfer Lever)行为域描述到门级结构描述的转换。
如图3.1。
作为最早开发并实用的综合工具,结合硬件描述语言,对提高设计效率有重要意义。
图3.1 逻辑综合RTL结构域描述的特点是精确到时钟算数运算,有限状态机等。
滤波器就是典型的精确到时钟的算术描述。
RTL Compiler 等逻辑综合工具,一般经过三个层次的优化过程:结构级优化、布尔级优化,门级优化(工艺映射)。
在运行综合脚本时,在图形界面会看到经过结构和布尔优化并利用通用工艺库综合得到的电路图。
然后利用实际的标准单元库完成工艺映射,得到最终的门级电路图(门级网表)。
针对同步电路,在综合过程中,要对电路进行一定时钟频率下的静态时序分析检查。
只有关键路径(Critical Path)的弛豫时间(Slack)为正值,电路才满足时序要求。
否则必须降低时钟频率或修改电路。
静态时序分析主要进行建立时间检查,不考虑时钟扭曲,单周期同步电路要求时钟周期要大于触发器之间的组合电路延迟时间与触发器的建立时间之和。
在综合报表中会给出面积和功耗结果。
四、实验内容和步骤1.运行RTL Compiler 和综合脚本rc -gui < ../scr/temp.scr ↙得到Gtech(通用工艺库)视图(图3.2)。
图3.2 通用工艺库电路图随后得到工艺映射后的门级电路图(图3.3)。
查看脚本文件,知道目前设置时钟为30000ns,可以修改时钟为其他数值。
再次进行综合,对比结果。
直观地看到,关键路径的弛豫时间(Slack)和所设定时钟周期相对应。
图3.3 工艺映射电路图五.实验结果六:心得体会通过本次实验,我了解掌握了Cadence RTLCompiler综合工具的使用方法,以及Cadence RTLCompiler命令行模式的使用方法。
由于本次实验主要是根据实验指导书的提示进行的,所以步骤十分明确。
我经过一定的练习,对这个软件的功能有了更加深刻的了解。
我希望今后有机会能够更多的学习使用相关软件。
实验4 NC对数字低通滤波器电路的仿真电路的验证是设计的两大部分之一。
本实验进行RTL功能仿真。
这是以RTL级设计输入为起点的流程中第一步验证。
功能仿真主要检查逻辑(计算)是否正确,不考虑延迟。
一、目的:1. 掌握Cadence NC仿真软件的基本作用,输入、输出文件;2. 熟悉Cadence NC命令行模式的使用;3. 熟悉Cadence NC图形模式的使用;二、实验设备与软件集成电路设计终端Cadence NC三、实验原理图4.1 仿真激励除了电路描述本身,仿真是还需要编写测试台,如图4.1。
如图4.2,针对滤波器RTL级代码进行功能仿真,不考虑延迟时间。
仿真工具对代码进行编译Compiler和评估(elaborate),生成完整的仿真模型,配合激励,给出仿真波形。
四、实验步骤和波形观察以下简述实验步骤:首先输入nclaunch &第二步是建立工作环境第三步是编译第四步是elaborate第五步是仿真图4.4 仿真波形六、心得体会通过本次实验,我掌握了Cadence NC仿真软件的基本操作方法,熟悉了Cadence NC命令行模式的使用。
值得注意的是,仿真是设计过程中重要的一步,通过仿真可以发现设计中不易被发现的错误,从而对设计进行修改,以得到正确结果。
仿真的过程也需要编写代码,同时要配合自己的设计来给出激励,才能得到想要的结果。
仿真的代码并不是我编写的,我主要是通过本次实验学会了如何使用CadenceNC仿真软件。
我发现实验需要高度的注意力,每一个步骤都不能有错误,如果漏掉或做错了某个步骤,就可能导致最后的仿真结果不符合要求,从而就要对我自己的设计进行修改,这便造成不必要的麻烦。
最后感谢老师同学的帮助,我的实验才能成功。