一位全加器版图设计与模拟(9)

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图4-12一位全加器原理图

图4-13 一位全加器版图

由原理图可看出上半部分由2个异或门构成，下半部分由3个两输入与非门构成。Ai Bi为其中一异或门的输入，同时也是下端一与非门的输入。前一异或门的输出与Ci-1同为第二个异或门的输入，输出为Si。同时前面异或门的输出与Ci-1同为下侧一与非门输入，两个与非门的输出同为最后一与非门的输入，输出为Ci。由此完成一位全加器版图绘制。

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4.5一位全加器版图仿真

4.5.1转化成T-Spice文件

点击菜单按钮EXT，输出.spc文件（该文件自动保存在一位全加器版图设计文件的目录下）

图5-12版图转化为T-spice文件

点击Run，到版图设计文件的目录下打开该文件。如下图所示：

图4-13 T-spice版图设计文件

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4.5.2添加仿真命令

设定VDD的电压值为5.0v，在T-Spice 中选择Edit---Insert Command 命令设定，source name设为vvdd单击Insert Command 按钮，则会出现“vvdd VDD GND 5.0”文字。

设定Ai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，添加仿真激励出现va Ai GND PULSE (0 5 50n 0n 0n 75n 150n)字样。数字分别表示低电平、高电平、延迟、上升时间、下降时间、持续时间、周期。

设定Bi输入信号： vb Bi GND BIT ({0011} lt=50n ht=50n on=5 off=0 rt=0n ft=0n)字样。

设定Ci输入信号： vci Ci GND PWL (0ns 0v 200ns 0v 205ns 5v 400ns 5v)。 分析设定：.tran 1n 400n。

输出设定： print tran v(Ai) v(Bi) v(Ci) v(Si) v(Ci-1)。

图4-14 添加仿真数据后的T-spice文件

4.5.3.得仿真波形

点击菜单按钮

，得到仿真波形。

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图4-15一位全加器仿真波形

在输入Ai Bi Ci-1为0 0 0时，输出Si Ci输出为0 0 在输入Ai Bi Ci-1为1 0 0时，输出Si Ci输出为1 0 在输入Ai Bi Ci-1为0 0 1时，输出Si Ci输出为1 0 在输入Ai Bi Ci-1为0 1 0时，输出Si Ci输出为1 0 在输入Ai Bi Ci-1为1 0 1时，输出Si Ci输出为0 1 在输入Ai Bi Ci-1为0 1 1时，输出Si Ci输出为0 1 在输入Ai Bi Ci-1为1 0 1时，输出Si Ci输出为0 1 在输入Ai Bi Ci-1为1 1 1时，输出Si Ci输出为1 1

图4-15中由上到下波形依次为Ci-1 Si Ci Bi Ai与之前真值表进行对比证明仿真正确，本次版图设计成功。

4.6 本章小结

本章首先对原理图中的基本器件进行编辑绘制，得到PMOS、NMOS版图。在通过对PMOS、NMOS版图进行合并级联得到异或门和两输入与非门版图。同时在为了缩小版图面积完善版图时又介绍了版图的源漏共享原理，最后得到优化后的版图合并得到最终一位全加器版图。第五节将版图转化成为T-spice文件，添加仿真命令得到输出的仿真波形。将波形与真值表进行比较分析，证明仿真正确。

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参考文献

[1] Christopher Saint, Judy Saint. 集成电路版图基础—实用指南[J].清华大学出版社， 2006.10 （2）:132-145.

[2] R.Jacob Baker, Harry W. Li/David E. Boyce. CMOS电路设计[M].技术出版社，2006.01.

[3] Alan Hastings. 模拟电路版图艺术[M]. 清华大学出版社，2007.09. [4] P.E.艾伦.D.R. CMOS模拟电路设[M]. 科学出版社，1995.02. [5] 曾庆贵. 集成电路版图设计[M]. 机械工业出版社， 2008.02.

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