集成电路计算机辅助设计之
tanner 课程设计
题目：LED 驱动芯片中的逻辑
驱动电路设计及版图实现
姓名： xxx
学号： xxxxxxxxx
第一部分 题目要求
1.1课程设计项目：
LED 驱动芯片中的逻辑驱动电路计及版图实现 1.2基本目标：
设计一个LED 驱动芯片中的单元电路：逻辑驱动电路。完成电路原理图的设计，仿真，以及版图设计。要求尽可能满足下列要求。
Note:
The Schematic input can use VIEWLOGIC or S-EDIT.
The simulator can use Hspice or T-spice, The layout fulfilled with L-EDIT. Simulation and calculation were done with SMIC0.35um COMS model.
1.3设计要求：
（1） 给出满足题目要求的电路图。 （2） 给出MOS 管的尺寸。
（3） 利用Hspice 或T-spice 对电路进行仿真，仿真内容包括：舜态特性、温度特性、不
同工艺角条件下的瞬态特性、功耗等。
（4） 利用L-EDIT 完成电路的版图设计，设计规则使用L-EDIT 默认规则，要求电路布局
合理、面积尽量做小。
第二部分 电路设计
2.1 电路图设计
2.1.1设计要求分析：反相器是电路图中的重要部分，所以我们先设计反相器；然
后在设计D 触发器时需要用到传输门，而与非门在电路中可以用来复位、清零，可用在复位触发器中，最后LED 驱动芯片中的逻辑驱动的核心是D 触发器，因此此次课程设计的主要内容也是D 触发器的设计。
2.2 电路的工作原理
2.2.1 原理图：
按照要求，这次设计的D 触发器有三个输入一个输出。信号输入端D ，时钟脉冲输入端CK ，异步清零端C 和信号输出端Q. 原理图如图2-9所示：
图2-9 D触发器原理图
2.2.2 工作原理：
D 触发器原理图如图2-9所示。其中输入端为清零端C ，时钟脉冲CP 和输入信号D ，输出端为Q 。传输门标号从左到右分别为1、2、3、4。虚线左边部分构成主触发器，右边构成从触发器。
1）C=0时，与非门输出低电平，经过一个非门，使Q 输出低电平，Q =0 2）C=1时，D 触发器正常工作。
ⅰ）当CP=0时，传输门1和2打开， 3和4关闭。右边从触发器保持原来状态不变；
左边主触发器输出状态由输入D 决定。
ⅱ）当CP 由0变1时，传输门1和2关闭， 3和4打开。主触发器的输出状态决定了从触发器的Q ；同时输入信号D 与主触发器断开联系，使D 输入无效。即在CP=1期间，主触发器保持原状态不变。在CP 上升沿完成D 信号的一次输出变化。
2.3原理图输入步骤
D 触发器的原理图输入用S-Edit 实现，其具体步骤如下：
1、打开S-Edit 程序：打开S-Edit 程序后，系统会自动将工作文件命名为“File0.sdb ”并显示在标题栏上；
2、另存新文件：选择file-save as 命令，将文件另存为指定的地方；
3、环境设定：用户可根据喜好设定其背景等颜色；
4、编辑模块：每次打开新文件时便自动打开一个模块并将之命名为：Module0； 5、从元件库引用模块：选择Modules ——Symbol Browser 命令，在打开的对话框中选择add library按钮，在打开的对话框中选择出反相器的所在目录，然后点反相器，再选place 及close 按钮，则在编辑窗口中出现所编辑好的反相器符号。同理引用编辑好的传输门及与非门；
6、组合D 触发器：选择符号按住Alt 键可以移动符号，选择符号按住Ctrl 键可以复制符号。然后将符号组合成D 触发器，并连线；
7、加输入输出端口：给触发器的各个输入输出端加端口。
2.4 MOS管尺寸汇总表
此次课程设计所用到的MOS 管尺寸汇总表如表2-2所示：
表2-2 MOS管尺寸汇总表
第三部分 电路仿真
3.1 仿真步骤
仿真步骤如下：
1、用S_Edit打开原理图，点击T_Spice输入生成Spice 文件；
2、加载包含文件：将鼠标移至住总电路之前，选择Edit-Insert Command命令，在出现的对话框的列表中选择files 选项，单击include 按钮，然后单击browse 按钮在目录中找到models 的目录，选择模型文件ml2_125.md，单击insert command 按钮则会出现蓝色
字开图的.include D:\Tanner\tanner\TSpice70\models\ml2_125.md”； 3、设定参数值：选择Edit-Insert Command 命令，在出现的对话框的列表中选择setting 选项，然后选择parameter type 列表框中选择general 选项，设定参数为l=0.5u，单击insert command 按钮则会出现“.param l =0.5u”；
4、Vdd 电压的设定：设定Vdd 的电压值为3.3v ，vvdd Vdd GND 3.3V； 5、设定C 输入信号：为方便起见，我们选择C 为恒定的逻辑1，vc C GND 3.3v； 6、设定CK 的输入信号：为了了解电路的正确性，需要观察输入与输出的波形变化，一般是以周期性倍增的周期方波作为输入：vck CK GND PULSE (0 5 50n 5n 5n 50n 100n )；
6、设定D 的输入信号：再来以数据串流的方式设定周期性方波输入D 的电压信号：vd D GND BIT （{0011} lt=50n ht=50n on=3.3 off=0 rt=5n ft=5n）；
7、分析设定：瞬时分析，将鼠标移至文件末尾，选择Edit-Insert Command命令，在出现的对话框的列表中选择analysis 选项，然后选择transient 按钮，在弹出的对话框中设定合理的参数：“.tran 10p ln 400n =bdf”；
8、输出设定：要观察瞬时分析的结果，首先要设定观察瞬时分析结果为哪些节点的电压或电流，在此要观察的是输入节点C 、CK 、D 与 Q的电压模拟结果：.print tran v (C) v (CK) v（D ） v(Q) ；
9、设置Dependencies ：选择Options 命令，选择Dependencies 按钮，在弹出的对话框中选择T_Spice local engine Dll为D:\Tanner\tanner\TSpice70\tsp71632.dll，选择W_Edit executable为D:\Tanner\tanner\TSpice70\winwed32.exe；
10、进行仿真：完成设定后选择simulate-start simulate命令进行仿真。通过W-Edit 窗口可以观察仿真波形图。
3.2 仿真结果
首先输出Spice 文件，原理图输出的Spice 文件如图3-1所示：
图3-1 原理图输出的Spice 文件图
在进行上面步骤所说的内容后，点击运行，其结果如图3-2所示：
图3-2 D触发器仿真结果图
第四部分 版图实现
4.1 版图设计 总电路图版图设计
4.1.1总电路图的版图设计： 1、打开L-Edit 程序；
2、另存新文件为Dchufaqi ； 3、取代设定； 4、复制组件； 5、引用组件；
6、连接组件：将各个组件按原理图放到合适的位置，进行连线。其中metal2作为输入输出连线，用么metal1作为clk 的输入输出连线；
7、设计规则检查：对连接好的总电路图版图进行DRC 检查，保证整个版图连接没有问题。如有错误，应进行修改；
8、结果观察：以上完成后可观察到D 触发器版图。对此版图也可生成SPICE 文件，进行仿真。
4.2 版图设计结果
完整的D 触发器版图如图4-1所示：
图4-1 D触发器版图
第五部分 设计总结
通过这次课程设计，首先必须要用S-Edit 设计出电路图文件，在生成仿真波形文件以后，则可以开始用T-Spice 进行仿真，此时观察的便是其波形图，这一步至关重要，关系到你整个电路设计的优良与否，当电路图完全满足要求后就可以通过L-Edit 编辑版图了，编辑的过程中要注意各种设计规则。同样最后也要用T-Spice 和W-Edit 仿真和观看波形。最后就是用LVS 进行电路图与版图对比了，将两种电路生成的Spice 文件相对比。
在这次课程设计中，首先我搜集并阅读了不少关于Tanner pro 软件的资料和文献。然后又复习了以前学过的一些专业课知识，最后我选定好设计方案。采用Tanner Pro 软件进行设计和仿真，该软件虽然使用简单，但是我也遇到了一些困难。我通过与同学讨论、自己查资料等多方面的途径将很多问题都已经解决。在以后的学习中，我一定会好好学习，有针对性的加提高。在这次设计中，我体会到tanner pro的功能强大性，感觉学到一门很好的应用型软件。我们要学的东西还有很多，就这个软件来说，我们知道的还只是一部分，想要更好地利用软件，还有很多是要学习的。接下来要靠自己慢慢专研深入其中。
集成电路计算机辅助设计之
tanner 课程设计
题目：LED 驱动芯片中的逻辑
驱动电路设计及版图实现
姓名： xxx
学号： xxxxxxxxx
第一部分 题目要求
1.1课程设计项目：
LED 驱动芯片中的逻辑驱动电路计及版图实现 1.2基本目标：
设计一个LED 驱动芯片中的单元电路：逻辑驱动电路。完成电路原理图的设计，仿真，以及版图设计。要求尽可能满足下列要求。
Note:
The Schematic input can use VIEWLOGIC or S-EDIT.
The simulator can use Hspice or T-spice, The layout fulfilled with L-EDIT. Simulation and calculation were done with SMIC0.35um COMS model.
1.3设计要求：
（1） 给出满足题目要求的电路图。 （2） 给出MOS 管的尺寸。
（3） 利用Hspice 或T-spice 对电路进行仿真，仿真内容包括：舜态特性、温度特性、不
同工艺角条件下的瞬态特性、功耗等。
（4） 利用L-EDIT 完成电路的版图设计，设计规则使用L-EDIT 默认规则，要求电路布局
合理、面积尽量做小。
第二部分 电路设计
2.1 电路图设计
2.1.1设计要求分析：反相器是电路图中的重要部分，所以我们先设计反相器；然
后在设计D 触发器时需要用到传输门，而与非门在电路中可以用来复位、清零，可用在复位触发器中，最后LED 驱动芯片中的逻辑驱动的核心是D 触发器，因此此次课程设计的主要内容也是D 触发器的设计。
2.2 电路的工作原理
2.2.1 原理图：
按照要求，这次设计的D 触发器有三个输入一个输出。信号输入端D ，时钟脉冲输入端CK ，异步清零端C 和信号输出端Q. 原理图如图2-9所示：
图2-9 D触发器原理图
2.2.2 工作原理：
D 触发器原理图如图2-9所示。其中输入端为清零端C ，时钟脉冲CP 和输入信号D ，输出端为Q 。传输门标号从左到右分别为1、2、3、4。虚线左边部分构成主触发器，右边构成从触发器。
1）C=0时，与非门输出低电平，经过一个非门，使Q 输出低电平，Q =0 2）C=1时，D 触发器正常工作。
ⅰ）当CP=0时，传输门1和2打开， 3和4关闭。右边从触发器保持原来状态不变；
左边主触发器输出状态由输入D 决定。
ⅱ）当CP 由0变1时，传输门1和2关闭， 3和4打开。主触发器的输出状态决定了从触发器的Q ；同时输入信号D 与主触发器断开联系，使D 输入无效。即在CP=1期间，主触发器保持原状态不变。在CP 上升沿完成D 信号的一次输出变化。
2.3原理图输入步骤
D 触发器的原理图输入用S-Edit 实现，其具体步骤如下：
1、打开S-Edit 程序：打开S-Edit 程序后，系统会自动将工作文件命名为“File0.sdb ”并显示在标题栏上；
2、另存新文件：选择file-save as 命令，将文件另存为指定的地方；
3、环境设定：用户可根据喜好设定其背景等颜色；
4、编辑模块：每次打开新文件时便自动打开一个模块并将之命名为：Module0； 5、从元件库引用模块：选择Modules ——Symbol Browser 命令，在打开的对话框中选择add library按钮，在打开的对话框中选择出反相器的所在目录，然后点反相器，再选place 及close 按钮，则在编辑窗口中出现所编辑好的反相器符号。同理引用编辑好的传输门及与非门；
6、组合D 触发器：选择符号按住Alt 键可以移动符号，选择符号按住Ctrl 键可以复制符号。然后将符号组合成D 触发器，并连线；
7、加输入输出端口：给触发器的各个输入输出端加端口。
2.4 MOS管尺寸汇总表
此次课程设计所用到的MOS 管尺寸汇总表如表2-2所示：
表2-2 MOS管尺寸汇总表
第三部分 电路仿真
3.1 仿真步骤
仿真步骤如下：
1、用S_Edit打开原理图，点击T_Spice输入生成Spice 文件；
2、加载包含文件：将鼠标移至住总电路之前，选择Edit-Insert Command命令，在出现的对话框的列表中选择files 选项，单击include 按钮，然后单击browse 按钮在目录中找到models 的目录，选择模型文件ml2_125.md，单击insert command 按钮则会出现蓝色
字开图的.include D:\Tanner\tanner\TSpice70\models\ml2_125.md”； 3、设定参数值：选择Edit-Insert Command 命令，在出现的对话框的列表中选择setting 选项，然后选择parameter type 列表框中选择general 选项，设定参数为l=0.5u，单击insert command 按钮则会出现“.param l =0.5u”；
4、Vdd 电压的设定：设定Vdd 的电压值为3.3v ，vvdd Vdd GND 3.3V； 5、设定C 输入信号：为方便起见，我们选择C 为恒定的逻辑1，vc C GND 3.3v； 6、设定CK 的输入信号：为了了解电路的正确性，需要观察输入与输出的波形变化，一般是以周期性倍增的周期方波作为输入：vck CK GND PULSE (0 5 50n 5n 5n 50n 100n )；
6、设定D 的输入信号：再来以数据串流的方式设定周期性方波输入D 的电压信号：vd D GND BIT （{0011} lt=50n ht=50n on=3.3 off=0 rt=5n ft=5n）；
7、分析设定：瞬时分析，将鼠标移至文件末尾，选择Edit-Insert Command命令，在出现的对话框的列表中选择analysis 选项，然后选择transient 按钮，在弹出的对话框中设定合理的参数：“.tran 10p ln 400n =bdf”；
8、输出设定：要观察瞬时分析的结果，首先要设定观察瞬时分析结果为哪些节点的电压或电流，在此要观察的是输入节点C 、CK 、D 与 Q的电压模拟结果：.print tran v (C) v (CK) v（D ） v(Q) ；
9、设置Dependencies ：选择Options 命令，选择Dependencies 按钮，在弹出的对话框中选择T_Spice local engine Dll为D:\Tanner\tanner\TSpice70\tsp71632.dll，选择W_Edit executable为D:\Tanner\tanner\TSpice70\winwed32.exe；
10、进行仿真：完成设定后选择simulate-start simulate命令进行仿真。通过W-Edit 窗口可以观察仿真波形图。
3.2 仿真结果
首先输出Spice 文件，原理图输出的Spice 文件如图3-1所示：
图3-1 原理图输出的Spice 文件图
在进行上面步骤所说的内容后，点击运行，其结果如图3-2所示：
图3-2 D触发器仿真结果图
第四部分 版图实现
4.1 版图设计 总电路图版图设计
4.1.1总电路图的版图设计： 1、打开L-Edit 程序；
2、另存新文件为Dchufaqi ； 3、取代设定； 4、复制组件； 5、引用组件；
6、连接组件：将各个组件按原理图放到合适的位置，进行连线。其中metal2作为输入输出连线，用么metal1作为clk 的输入输出连线；
7、设计规则检查：对连接好的总电路图版图进行DRC 检查，保证整个版图连接没有问题。如有错误，应进行修改；
8、结果观察：以上完成后可观察到D 触发器版图。对此版图也可生成SPICE 文件，进行仿真。
4.2 版图设计结果
完整的D 触发器版图如图4-1所示：
图4-1 D触发器版图
第五部分 设计总结
通过这次课程设计，首先必须要用S-Edit 设计出电路图文件，在生成仿真波形文件以后，则可以开始用T-Spice 进行仿真，此时观察的便是其波形图，这一步至关重要，关系到你整个电路设计的优良与否，当电路图完全满足要求后就可以通过L-Edit 编辑版图了，编辑的过程中要注意各种设计规则。同样最后也要用T-Spice 和W-Edit 仿真和观看波形。最后就是用LVS 进行电路图与版图对比了，将两种电路生成的Spice 文件相对比。
在这次课程设计中，首先我搜集并阅读了不少关于Tanner pro 软件的资料和文献。然后又复习了以前学过的一些专业课知识，最后我选定好设计方案。采用Tanner Pro 软件进行设计和仿真，该软件虽然使用简单，但是我也遇到了一些困难。我通过与同学讨论、自己查资料等多方面的途径将很多问题都已经解决。在以后的学习中，我一定会好好学习，有针对性的加提高。在这次设计中，我体会到tanner pro的功能强大性，感觉学到一门很好的应用型软件。我们要学的东西还有很多，就这个软件来说，我们知道的还只是一部分，想要更好地利用软件，还有很多是要学习的。接下来要靠自己慢慢专研深入其中。