130nm8选1数据选择器仿真实现.docx
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130nm8选1数据选择器仿真实现
数字IC设计
课程设计报告
课程数字IC设计（双语）
题目8选1数据选择器
班级集成10-4班
专业集成电路设计与集成系统
2012年12月25日
目录
1．课程设计目的·····································页码3
2．课程设计题目描述和要求:
··························页码3
3.课程设计内容······································页码3
4.计算路径延迟······································页码8
5.设计心得和体会····································页码9
6参考书目···········································页码10
1.课程设计目的:
训练学生综合运用学过的数字集成电路的基本知识，独立设计相对复杂的数字集成电路的能力。
2.课程设计题目描述和要求:
第十题，两个4选1数据选择器接成的8选1数据选择器。
（一）设计要求
（1）按题目要求的逻辑功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明；
（2）必须采用网表输入法；
（3）软件仿真完成后，必须经教师允许方可进行下载；
（4）本人采用的是130nm的工艺设计；
（二）使用的软件
软件为HSPICE和COSMOS-SCOPE。
3.课程设计内容:
3.1设计原理图：
从参考书目中找到两个4选1数据选择器接成的8选1数据选择器的原理图如下。
3.2设计网表：
根据这个门级的原理图，可以看出里边包括反相器，传输门，与非门和或非门，在用HSPICE编辑网表的时候，可以把这些门作为子电路来调用，故先编辑这几个基本门的网表，再用这些门来组成总的电路。
总的网表如下
8_select_1_data_selecter
.include'c:
\lib\130nm_bulk.l'
.globalVddGnd
.paramSupply=1.2
.optscale=0.1u
VddVddGnd'Supply'
*not
.subcktnotG1DD1
MP1DD1G1VddVddPMOSw=20l=5
MN1DD1G1GndGndNMOSw=10l=5
.ends
*tg
.subckttgSS2DD2Gn2Gp2
MP2DD2Gp2SS2VddPMOSw=20l=5
MN2DD2Gn2SS2GndNMOSw=10l=5
.ends
*nand2
.subcktnandGp3Gp4DD3
MP3DD3Gp4VddVddPMOSw=20l=5
MP4DD3Gp3VddVddPMOSw=20l=5
MN3DD3Gp3SD3GndNMOSw=10l=5
MN4SD3Gp4GndGndNMOSw=10l=5
.ends
*nor2
.subcktnor2G6G5DD5
MP5SD5G6VddGndPMOSw=20l=5
MP6DD5G5SD5VddPMOSw=20l=5
MN5DD5G6GndGndNMOSw=10l=5
MN6DD5G5GndGndNMOSw=10l=5
.ends
*A0
xnot1A0AAnot
xnot2AAMMnot
*A1
xnot3A1GGnot
xnot4GGHHnot
*S1orS2
xnot5M1M2not
xnand1M2l1L2nand
xnot20l2Y1not
xnot6M1M3not
xnot7M3M4not
xnand2M4M5L3nand
xnot21L3Y2not
*D10
xnot8d1f1not
xtg1f1p1AAMMtg
xnot9p1q1not
xtg2q1l1GGHHtg
*D11
xnot10d2f2not
xtg3f2p1MMAAtg
*D12
xnot11d3f3not
xtg4f3p2AAMMtg
xnot12p2q2not
xtg5q2l1HHGGtg
*D13
xnot13d4f4not
xtg6f4p2MMAAtg
*D20
xnot14d5f5not
xtg7f5p3AAMMtg
xnot15p3q3not
xtg8q3M5GGHHtg
*D21
xnot16d6f6not
xtg9f6p3MMAAtg
*D22
xnot17d7f7not
xtg10f7p4AAMMtg
xnot18p4q4not
xtg11q4M5HHGGtg
*D23
xnot19d8f8not
xtg12f8p4MMAAtg
xnor1Y1Y2Ynor2
xnot22Youtnot
Va0A0Gndpulse0'Supply'0n0n0n50n100n
Va1A1Gndpulse0'Supply'0n0n0n100n200n
V1d1Gnd0
V2d2Gndpulse0'Supply'0n0n0n6n12n
V3d3Gndpulse0'Supply'0n0n0n9n18n
V4d4Gndpulse0'Supply'0n0n0n12n24n
V5d5Gndpulse0'Supply'0n0n0n15n30n
V6d6Gndpulse0'Supply'0n0n0n18n36n
V7d7Gndpulse0'Supply'0n0n0n21n42n
V8d8Gnd'Supply'
VsM1Gndpulse0'Supply'0n0n0n200n400n
.tran1n400n
.plottranV（out）
.end
3.3输入波形
片选信号以及数据选择信号：
m1片选信号，a0,a1为数据选择信号。
数据输入信号：
d8-d1为数据输入信号。
输出信号：
4.计算路径延迟
设输入端的电容为Cinv，输出端的负载电容为5000Cinv，从输入到输出任意找一通路，优化通路延时，手工计算确定通路中每个门对应的晶体管的尺寸。
本人选择原理图之中的，片选信号到输出信号的的路径，从头到尾依次是：
反相器---反相器---与非门---反相器---或非门---反相器
已知反相器的逻辑强度为1，与非门为4/3，或非门为5/3；
1*1*4/3*1*5/3*1=20/9
得出结果为：
级强度：
=4.72;
节点电容从前向后为：
Cinv,5Cinv,22Cinv,79Cinv,374Cinv,1059Cinv,5000Cinv
所以尺寸依次为：
Wn=0.1um,Wp=0.2um;
Wn=0.5um,Wp=1um;
Wn=3.3um,Wp=3.3um;
Wn=7.9um,Wp=15.8um;
Wn=22.4um,Wp=89.6um;
Wn=105.9um,Wp=211.8um;
归一化延迟为D=4.72*6+2+1.5+1=32.8;
反相器的延迟为7.5ps；
所以，最小路径延迟为32.8*7.5ps=246ps；
5.设计心得和体会：
本次课程设计，我们组做了8选1数据选择器的仿真，通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
对于软件的功能和操作更熟悉了。
在设计的过程中遇到问题，和以前做的实验不一样，以前只是写一个电路，不涉及到电路的调用，现在我们想到，这个如果全部用晶体管来表示就太麻烦了，想到了老师说的电路调用。
然后查找了关于电路调用的语法，既学到了只是，又简化了操作。
虽然在设计的过程遇到了各种各样的问题，但是同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。
这次安排的课程设计真的很有用，从里边学到了很多课本上学不到的很多知识。
对于以后职业的工作也有了比课本上更加深刻的了解。
使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正运用到实际中去，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。
劳动是人类生存生活永恒不变的话题。
通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。
我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，我们可以把我这次机会。
此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。
能完成此次课程设计，除了我们自己的努力，更离不开陆老师对我们一个学期的教诲。
正是老师的循循善诱，诲人不倦，我们才能更好的掌握知识，为了以后打下坚实基础。
感谢老师对我们的教育，老师您辛苦了！
6.参考书目：
［1］DavidA.Hodge,AnalysisandDesignofDigitalIntegratedCircuitsinDeepSubmicronTechnology.ThridEdition,清华大学出版社，2006年
［2］阎石，《数字电子技术基础》，高等教育出版社，2006年
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