Encounter数字版图设计流程-2010-4-24_730405883

基于umc18工艺的SOC Encounter数字版图设计流程 ——组合逻辑电路数字版图设计

V1.1

2010.4.23

一、文件的准备 (2)

1.1库文件的准备 (2)

1.2根据设计准备所需文件 (2)

二、运行软件 (3)

三、版图设计流程 (3)

3.1Design_import (3)

3.2Global Net Connection (5)

3.3 FloorPlan (6)

3.4 Add Power Rings (8)

3.5Add Stripes (9)

3.6Placement Blockage (9)

3.7 Placement (9)

3.8 Special Route (SRoute) (10)

3.9 Trail Routing (12)

3.10 Nano Routing (13)

3.11 Add Filling (14)

3.12 Verify connectivity (14)

3.13 Verify Geometry (15)

3.14 Export Files (17)

四、源文件 (18)

五、修改记录 (18)

一、文件的准备

1.1库文件的准备

对于SOC Encounter而言，后端设计所需的主要有由Foundry厂所提供的标准单元和I/O Pad 的库文件，它包括物理库、时序库，分别以.lef、.tlf（或者.lib）的形式给出，其中I/O Pad 的相关库文件只有在做有Pad的版图时才需要。

本次实验设计的32位乘法器是组合逻辑电路，不需要时序约束文件。本次设计中不包括Pad，因此不需要I/O库。

对于umc18的工艺，版图设计所需要的库文件在服务器上的路径如下：

/software/course_lib_umc18/umc18_6lm.lef （标准单元）

1.2根据设计准备所需文件

完整的时序电路数字版图设计所包括的文件有：Verilog网单，sdc时序文件，def电源pad 声明文件，io位置说明文件。这里分别对其进行简单的说明，本次实验只需用到DC综合后的门级网单。

（1）DC综合后的网单文件（.v格式）

对于有Pad的请况，还需要在网单里面加入输入输出的IO Pad。Pad可以在综合前加入也可以在综合后加入，如果在综合之前加入，综合工具可以优化驱动和负载，需要在综合的时候把时钟信号和Pad设置成不可综合，因为时钟树在布局布线时处理，而Pad没有逻辑功能，仅提供输入输出负载。

（2）时序约束.sdc文件，由DC产生提供设计的时序约束信息（详细见design_Vision指导用书）。

（3）def文件，此文件对版图中用到的电源Pad和IO Pad进行声明。设计中有Pad时def 文件才需要。

（4）IO位置说明文件。下面为本次乘法器设计中一部分pin的位置分布。

Version: 2

Offset: 154.1100

Pin: A[14] N 2 0.2800 0.2800

Offset: 224.0700

Pin: A[6] N 2 0.2800 0.2800

Offset: 275.5500

Pin: OUT[2] N 2 0.2800 0.2800

Offset: 278.1900

Pin: B[10] N 2 0.2800 0.2800

Offset: 278.1900

Pin: OUT[4] N 4 0.2800 0.2800

Offset: 286.1100

Pin: OUT[1] N 2 0.2800 0.2800

…

补充说明：

（1）如果没有IO文件，版图会自动摆放pad或pin；可以先不加此文件，从版图中导出一个，再修改。

（2）IO文件的offset指的是偏离左下角的平移（水平或者垂直）距离

（3）pad声明时还要定义其方向。这个很重要，设计时一定要注意。

二、运行软件

准备好库文件以及设计文件，就可以进行版图设计了。在自己设定的目录下键入“encounter”命令，运行Encounter，注意不要加“&”，服务器上的版本不支持后台运行。

准备好DC综合后的门级网单。

三、版图设计流程

注：本次实验只是让大家对数字版图设计进行基本的了解，更具体的操作可以查阅相关书籍。

3.1Design_import

目的：读入设计所需要的库文件和设计文件

菜单操作：Design –> design import，如下图所示。

Basic模式：

导入准备好的设计网单.v文件，lef文件。注：顶层模块可以自己手动添加，也可自动添加。

advance模式：

Power：填入版图里电源和地的线名。

注：Power Nets和Ground Nets的名字最好和库里面的标准单元的电源和地的pin名（可在库文件里查）一致，这样后面做映射会比较方便。

umc18：Power Nets：VDD

Ground Nets：GND

做到这里可以保存设置好的配置，点击Save…保存，后缀名是.conf，下次直接Load进来，再进行修改。

IPO/CTS：

目的：encounter在放置单元的时候会实时进行优化，需要制定优化所需的buf、inv以及延迟单元，只需要提供cell的Footprint即可。Footprint名可在.lib文件中查阅和选择，umc18的工艺相关的footprint是buf，inv以及dly。CTS是指时钟树时用的buf。本次实验中该项不用填写，否则会出现warning。

点击OK。会有关于时序约束的warning出现，可以不予处理。

3.2Global Net Connection

目的：把标准单元，电源pad等版图中用到的cell的pin和电源的net一一对应起来。

在encounter的工具列 , 按 Floorplan -> Connections Global Net…

操作步骤如下：

（1）Power Ground Connection –〉 Connect

Pins: VDD

（2）Scope

选中 Under Module

（3）To Global Nets: VDD

（4）选中Override prior connection 和Verbose Output

（5）Add to List

（6）把VDD改成GND，重做（1）到（5）步

（7）选中Tie High，To Global Nets: VDD ，Add to List，表示VDD是电源高电平

（8）选中Tie Low，To Global Nets: GND ，Add to List，表示GND是电源地

（9）点击Apply

本设计的报告结果如下图：

目的：对整个版图进行布局规划

菜单操作：选择FloorPlan?Specify FloorPlan，在弹出的对话框中对将要进行的设计进行一个

整体的规划。

以下对设定内容进行几点解释：

（1）Size by –〉Core Size by –〉Aspect Ratio

选择Ratio（H/W）将给出一个整个布局区域的宽长比，一般是一个长方形；

（2）Core Utilization

用Size by –〉Core Size by –〉Aspect Ratio‐〉Core Utilization 选项确定芯片面积的大小， Core Utilization表示core面积的利用率，面积允许的话，其数值越低，则芯片面积越大，用

于布线的面积越宽松，布线越容易通过，一般选择0.7左右。这是决定芯片面积大小，能否布局布线成功关键的一步。

如果事先大致知道芯片的面积规划，可以直接选择width and height进行布局规划（3）Core Margins by:

选择Core to IO Boundary，设置core 和芯片边缘的间隔，这个间隔是用来放置Core 的电源环的。所以需要根据后面的电源环，电源环间距等参数综合来决定。这里选择20（因为我后面的电源环宽度是7，电源环间距是2，电源环距边缘的offset是2）。

这个位置同样会用来走输出pin的连线，间距最好尽量大，以保证走线没有问题（4）Standard Cell Rows ? Double‐back rows

图示选择表示隔行row将进行翻转，以保证靠在一起的部分同为power或ground。（5）Row Spacing: 表示行与行之间的间距，这里选择默认的0；

（6）Row hight：表示行的高度。这里选择默认的5.04。

点击OK 。

3.4 Add Power Rings

目的：添加core的电源环和地环，在数字标准单元区域的周围放置power ring，用于提供数字部分的电源和地。

菜单操作：按 Power ‐> Power Planning ‐> Add Rings…

四选一数据选择器源程序

四选一数据选择器源程序 Library ieee; Use ieee.std_logic_1164.all; Entity mux4_2 is Port (din: in std_logic_vector(3 downto 0); a,b : in std_logic; S: out std_logic); End; Architecture with_when of mux4_2 is Signal sel : std_logic_vector(1 downto 0); Begin Sel<=a&b; S<=din(0) when sel=“00”else din(1)when sel= “01” else din(2)when sel= “10” else din(3);---见程序说明。 Architecture with_select of mux4 is Signal sel :std_logic_vector（1 downto 0）; begin sel<=a&b; with sel select s<=din(0) when “00”, s<=din(1) when “01”,

s<=din(2) when “10”, s<=din(3) when “11”, …Z?when others; End; 程序说明： 1.本程序中含有两个结构体，with_when和with_select,max+plus软件系统自动执行几何位置处于最后的机构体with_select. 2.结构体with_when是用并行条件信号赋值语句描述四选一数据选择器。注意，最后一个输出din(3)不含有when子句；在s表达式中只有一个分号（；）。 3.结构体with_select.是用并行选择信号赋值语句描述四选一数据选择器。注意，选择信号赋值语句中选择条件与case语句相似，不允许条件重叠和涵盖不全。由于a,b的值除了‘1’‘0’外，还有其他7个值，所以要用when others代表其他值，以穷尽所有可能值。 4.同一个设计任务，可以用不同的语句进行描述， 5.本程序中din为输入4位矢量信号。实例2 3线----8线译码器一、设计任务描述一个3线-8线译码器，使能端为g1、g2a、g3b，地址选择端为a、 b、c，输出端为总线y。二、算法设计

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 ５ＴP312VＨ/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

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）。

选多路选择器

选多路选择器部门： xxx 时间： xxx 整理范文，仅供参考，可下载自行编辑

EDA实验二4选1多路选择器设计实验一、实验目的进一步熟悉 QuartusII 的 VHDL 文本设计流程、组合电路的设计仿真和测试。二、实验内容实验内容一：根据4.1流程，利用 QuartusII 完成四选一多路选择器的文本编辑输入和仿真测试等步骤，给出仿真波形。 b5E2RGbCAP 实验内容二：对 VHDL 不同描述方式的四选一多路选择器进行硬件实验，比较他们的特性。三、实验记录 1.when-else语句设计的4选1多路选择器 a>.利用when-else语句的vhdl程序 library ieee。 use ieee.std_logic_1164.all。 entity mux41a is port( a,b,c,d,s0,s1:in std_logic。 y:out std_logic>。 end entity mux41a。 architecture one of mux41a is begin

y<= a when s0='0' and s1='0' else b when s0='1' and s1='0' else c when s0='0' an d s1='1' else d。 end architecture one。备注以上是when-else语句设计的4选1多路选择器的vhdl描述。程序中应该注意的有以下几点 A.一：实体的命名要和工程名相同，并且不能是中文的或者以数字开头； B.二：when-else语句具有最高赋值优先级； b>.when-else语句设计的4选1多路选择器的RTL图图<1）when-else语句设计的4选1多路选择器的RTL图 c>.when-else语句设计的4选1多路选择器的时序仿真波形图

实验二4选1数据选择器的设计

实验二 4选1数据选择器的设计实验学时：2学时实验类型：设计实验要求：必做一、实验目的通过实验让学生掌握组合逻辑电路的EDA原理图输入设计法，通过电路的仿真和硬件验证，让学生进一步了解4选1数据选择器的功能。二、实验原理数据选择器又叫“多路开关”。数据选择器在地址码（或叫选择控制）电位的控制下，从几个数据输入中选择一个并将其送到一个公共的输出端。数据选择器的功能类似一个多掷开关。数据选择器为目前逻辑设计中应用十分广泛的逻辑部件，它有2选1、4选1、8选1、16选1等类别。数据选择器的电路结构一般由于活门阵列而成，也有用传输门开关和门电路混合而成的。图1 4选1数据选择器原理图图1是一个4选1数据选择器，d3—d0是数据输入端，s1和s0是控制输入端，y是4选1数据输出端。三、实验内容设计并实现一个4选1数据选择器，要求根据原理图写出它的逻辑关系，并利用开发工具软件对其进行编译和仿真，最后通过实验开发系统对其进行硬件验证。

四、实验步骤 1）在Maxplus2的图形编辑方式下，从prim元件库中调出4选1数据选择器电路所需要的元件。并按照图1所示的原理电路，完成4选1数据选择器原理图的输入设计。 2）保存好原理图文件，以为文件名保存在工程目录中。执行Compiler命令对设计文件进行编译。执行Create Default Symbol命令，可为4选1数据选择器生成一个元件符号。 3）在波形编辑方式下，编辑的波形文件，并完成输入信号d3,d2,d1和d0，控制信号s1和s0电平的设置。波形文件编辑结束后以为波形文件名存盘。执行仿真器Simulator命令，仿真开始，观察仿真波形进行设计电路的功能验证。五、实验结果 1. 4选1数据选择器的逻辑功能及真值表 2.仿真波形

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)

VHDL语言设计4选1多路选择器

4选1多路选择器的VHDL描述要求：THEN语句和CASE语句实现4选1多路选择器，其中选择控制信号s1和s0的数据类型为STD_LOGIC_VECTOR;当s1=?0?,s0=?0?；s1=?0?,s0=?1?；s1=?1?,s0=?0?和s1=?1?,s0=?1?时,分别执行y<=a、y<=b、y<=c、y<=d。一、解法1：用IF_THEN语句实现4选1多路选择器（1）程序： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux41 IS PORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC; s0: IN STD_LOGIC; s1: IN STD_LOGIC; y: OUT STD_LOGIC); END ENTITY mux41; ARCHITECTURE if_mux41 OF mux41 IS SIGNAL s0s1 : STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);--定义标准逻辑位矢量数据BEGIN s0s1<=s1&s0; --s1相并s0,即s1与s0并置操作 PROCESS(s0s1,a,b,c,d) BEGIN IF s0s1 = "00" THEN y <= a; ELSIF s0s1 = "01" THEN y <= b; ELSIF s0s1 = "10" THEN y <= c; ELSE y <= d; END IF; END PROCESS; END ARCHITECTURE if_mux41; (2)编译的结果如下：

编译报告：二、解法2：用CASE语句实现4选1多路选择器（1）程序: LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux41 IS PORT (a,b,c,d: IN STD_LOGIC;

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

8位全加器设计

基于原理图的8位全加器设计实验目的：熟悉利用Quartus II的原理图输入方法设计简单的组合电路，掌握层次化设计的方法，并通过一个8位全加器的设计把握利用EDA软件进行原理图输入方式的电子线路设计的详细流程。实验原理：一个8位全加器可以由8个1位全加器串行构成，即将低位加法器的进位输出cout与相临的高位加法器的最低位输入信号cin相接。试验任务：1.完成半加器和全加器的设计。 2.建立一个更高层次的原理图设计，利用以上获得的1位全加器构成8位全加器，完成编译、综合、适配、仿真和硬件测试。实验步骤：一、1位全加器设计 1.建立工程文件夹adder,路径d:\adder。 2.输入设计项目和存盘原理图编辑输入流程如下：（1）打开Quartus II，选择file—>new命令，在弹出的窗口中选择block diagram/schematic file 选项，单击ok按钮后将打开原理图编辑窗口。（2）在编辑窗口中的任何一个位置上右击，将弹出快捷菜单，选择inset—>symbol命令，将弹出元件输入对话框。（3）单击“…”按钮，找到基本元件库路径d:/altera/90/quartus/libraries/primitives/logic项（假设软件安装在D盘），选中需要的元件，单击“打开”按钮，此元件即显示在窗口中，然后单击symbol窗口中的ok按钮，即可将元件调入原理图编辑窗口中。也可以在name栏输入需要的元件名。调入好元件和引脚后，连接好电路，再输入各引脚名。（4）选择file—>save as命令，选择刚才为自己的工程建立的目录d:\adder，将已设计好的原理图取名为h_adder.bdf，并存盘此文件夹内。 3.将设计好的项目设置成可调用的元件为了构成全加器的顶层设计，必须将以上设计的半加器h_adder.bdf设置成可调用的元件。在打开半加器原理图文件的情况下，选择file—>create/update—>create symbol file for current file命令，即可将当前文件h_adder.bdf变成一个元件符号存盘，以待高层次设计中调用。4.设计全加器顶层文件打开一个原理图编辑窗口，方法同前。在新打开的原理图窗口中双击，在弹出的窗口中选择project选项，选择h_adder.bdf，并调入其他元件，连接好电路。以f_adder.bdf名存在同一路径d:\adder中。二、8位全加器设计 1.将刚设计好的1位全加器设置成可调用的元件，方法同上。 2.调入元件，连接电路图，以8f_adder.bdf保存于同一路径d:\adder中的文件夹中。 3.将顶层文件8f_adder.bdf设置为工程。 4.编译与仿真原理图与仿真波形分析：

VHDL语言设计四选一选择器

课程: 数字逻辑与数字系统VHDL语言设计四选一选择器实验报告系：电子信息与计算机科学系专业：自动化班级：文自112—2班姓名：桑*超学号： 2011905192** 指导教师：徐红霞学年学期：2012-2013学年（第一学期） 2012年12月15日

姓名: 桑*超班级: 文自112-2班学号: 2011905192** 试验: VHDL语言设计日期:2012.12.15 指导老师: 徐洪霞一、实验报告的名称: VHDL语言设计二、本次实验的目的: 1.掌握VHDL 语言的设计技巧 2.用VHDL语言设计四选一选择器三、设计过程: 1.工程编译源：用VHDL语言编程。 2.功能仿真：将功能编译后的结果进行仿真。 3.引脚锁定:将个信号按要求分配到相应引脚. 4.物理实现：将结果下载到所悬着的器件中四、写出源程序,画出防真波形图. library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity mux4_1 is port( a,b,c,d : in std_logic; s : in std_logic_vector(1 downto 0); z : out std_logic ); end mux4_1; architecture one of mux4_1 is begin process(s,a,b,c,d) begin case s is when "00"=>z<=a;

when "01"=>z<=b; when "10"=>z<=c; when "11"=>z<=d; when others =>z<=null; end case; end process; end one ; 波形仿真图：五、实验总结,主要包括实验中所犯错误,怎样改正等 1.在文件名必须与VHDL文件中的设计实体名保持一致。 2.设计前要先弄清楚四选一选择器的原理，然后根据原理设计程序。 3.编写程序时认真仔细，避免出现一些低级错误。

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？

四选一选择器

实验课程名称VHDL 四选一选择器年级电技 111 专业电子科学与技术学生姓名周伦稳学号 1107010086 2013年12月

4选1数据选择器 1·设计背景和设计方案 1·1设计背景该设计是以数字电子技术为基础，实现数据从四位数据中按照输入的信号选中一个数，来实现所期望的逻辑功能。 1·2设计方案用拨码开关作四位数据及两位控制端的输入，LED 作输出，通过拨码开关组成控制输入端s1和s0不同组合，观察LED 与数据输入端a,b,c,d 的关系，验证四选一数据选择器设计的正确性。使用逻辑门电路与、或、非的组合来表达4选1数据选择器，通过控制输入的信号来控制输出的信号值。其逻辑电路图如下： >11 1 3 & 2 1 1 D D D D A A Y 其示意框图如下：其中输入数据端口为D0、D1、D2、D3，A 、A ’为控制信号，Y 为输出。令AA ’=“00”时，输出Y=D0；

令AA ’=“01”时，输出Y=D1；令AA ’=“10”时，输出Y=D2；令AA ’=“11’ 时，输出Y=D3； D0 输入 D 1 Y 数据 D 2 D 3 A A ′ 真值表如下：输入输出 D A1 A0 Y D0 0 0 D0 D1 0 1 D1 D2 1 0 D2 D3 1 1 D3 2·方案实施 1）程序1 2·1·1 设计思路 4 选 1 数据选择器

四选一多路选择器设计时，定义输入S为标准以内漏记为STD_LOGIC,输出的信号Z的数据类型定义为2位标准逻辑矢量位STD_LOGIC_VECTOR( 1 DOWNTO 0 ).使用LIBRATY语句和USE语句，来打开IEEE库的程序包STD_LOGIC_1164.ALL。当输入信号时，程序按照输入的指令来选择输出，例如输入信号为“00”时，将a的值给z，进而输出z的值，输入信号为“11”是，将a的值给z，进而输出z的值。若输入信号是已经定义的四个信号之外的值时（即当IF条件语句不满足时），输出值为x，并将x的值给输出信号z。这样即可实现四选一数据选择的功能。 2·1·2 程序 LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY mux41 is PORT (a,b,c,d :IN STD_LOGIC; s :IN STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); z : OUT STD_LOGIC); END mux41; ARCHITECTURE one OF mux41 IS BEGIN PROCESS( s,a,b,c,d)

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)

4选1及16选1的数据选择器

4选1的数据选择器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity mux41 is port(a,b,c,d:in std_logic; s:in std_logic_vector(1 downto 0); y:out std_logic); end; architecture one of mux41 is begin y<= a when s=0 else b when s=1 else c when s=2 else d; end; 16选1数据选择器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity mux161 is port(ain,bin,cin,din,ein,fin,gin,hin,iin,jin,kin,lin,min,nin,oin,pin:in std_logic; s1,s2:in std_logic_vector(1 downto 0); y:out std_logic); end; architecture one of mux161 is component mux41 port(a,b,c,d:in std_logic; s:in std_logic_vector(1 downto 0); y:out std_logic); end component; signal e,f,g,h:std_logic; begin u1:mux41 port map(ain,bin,cin,din,s1,e); u2:mux41 port map(ein,fin,gin,hin,s1,f); u3:mux41 port map(iin,jin,kin,lin,s1,g); u4:mux41 port map(min,nin,oin,pin,s1,h); u5:mux41 port map(e,f,g,h,s2,y); end;

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？