10Lab 2 二与非门电路原理图设计_与非门符号-牛bb文章网
10Lab 2 二与非门电路原理图设计 与非门符号
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Lab 2 二与非门电路原理图设计1. 实验目的1.1 了解Schematic设计环境1.2 掌握二与非门电路原理图输入方法1.3 掌握逻辑符号创建方法2. 实验原理2.1 Schematic设计环境启动Schematic Editor后，在命令解释窗口CIW中，打开任意库与单元中的Schematic视图，浏览Schematic Editing窗口如图2.1所示，顶部为菜单栏（Menu），左侧为图标栏（Icon Bar），具体介绍如下：图2.1 Schematic Editing窗口菜单栏菜单栏中可选菜单有Tool、Design、Window、Edit、Add、Check、Sheet、Options等项。其中常用菜单有：Tool菜单提供设计工具以及辅助命令。比如，lab4、lab5所使用的仿真工具ADE，就在Tool下拉菜单中。Window菜单中的各选项有调整窗口的辅助功能。比如，Zoom选项对窗口放大（Zoom in）与缩小（Zoom out），fit选项将窗口调整为居中，redraw选项为刷新。Edit菜单实现具体的编辑功能，主要有取消操作（Undo）、重复操作（Redo）、拉伸（Stretch）、拷贝（copy）、移动（Move）、删除（Delete）、旋转（Rotate）、属性（Properties）、选择（Select）、查找（Search）等子菜单，在以下实验中将大量应用。Add菜单用于添加编辑所需要的各种素材，比如元件（Instance）或输入输出端点（pin）等。图标栏图标栏内的所有命令都可以在菜单栏实现，图标栏提供使用频率较高的一些菜单为快捷方式，旨在提高设计效率。从上至下的图标共有：检查错误并存档（Check and Save）、放大（Zoom in）、缩小（Zoom out）、图形拉伸（Stretch）、拷贝（copy）、删除（Delete）、重复操作（Redo）、属性（Properties）、添加元件（Add Instance）、细连线（Wire Narrow）、粗连线（Wire Wide）、连线命名（Wire Label）、添加输入输出端点（Add pin）、命令选择（Command Options）等。盲键在设计过程中，除了可以使用图标快捷方式外，还有盲键（Bindkey）快捷方式。比如添加元件，可以在Add菜单下选择Instance来弹出Add Instance窗口，也可以点击图标Add Instance来弹出Add Instance窗口，盲键快捷方式则为直接在键盘上按“i”键即可。对比三种方式，盲键最为方便快捷。Cadence系统安装过程中已经设置了通用的盲键，但用户可以根据自己的需要自行设置，在CIW窗口中，选择Options→Bindkeys，可以对所有设置的盲键自定义。常用盲键在Edit和Add等菜单中都有定义，点击选择Edit，下拉菜单中的Stretch选项的盲键为[m]，而Move选项的盲键为[M]，Select选项中的Filter则为[^r]。用[ ]来表示盲键是Cadence系统自带的习惯，本实验系统中予以保留。三种盲键分别表示为：[m]：直接在键盘按键m[M]：表示大写的M，同时按键Shift和m[^r]：同时按键Ctrl和r鼠标Cadence系统支持3D鼠标，左、中、右分别定义为LMB、MMB、RMB。LMB用于点击和选择之用，MMB用于辅助编辑，比如拷贝、粘贴、删除等，RMB与LMB配合使用，在调查元件属性，局域放大，元件旋转等方面都有应用，在具体实验过程中有详细说明。电路原理图编辑环境，除了以上的菜单、图标、盲键、鼠标之外，尚有许多需要注意的地方，只能在设计过程中具体处理。2.2 元件定义二与非门电路比较简单，读者可以自行解决。需要注意的是，在所有元件的添加中，必须定义元件的属性。比如nmos与nmos4，前者表示普通的nmos，默认为具有源、漏、栅极的三端器件；后者表示四端器件，在源、漏、栅三极之外，还有衬底作为一极，其具体偏置由具体电路决定。其次，每个元件必须有器件参数，比如mos管的宽长比，电阻的阻抗等。最后，为了后续设计中执行仿真，每个元件必须具有物理模型（Model），在lab3中将有实例说明。3. 实验内容3.1 电路原理图设计创建库与视图lab1中创建的库与视图如果仍存在，则没有必要再行创建，直接调用即可。在CIW中选择File→open，在弹出窗口中选择如下：Library Name： mylibCell Name： nand2View Name： Schematic点击OK，打开Schematic Editing的空白窗口。以下步骤为创建库与视图的过程。① 在命令解释窗口CIW中，依次选择File→New→Library，打开New Library窗口。② 在New Library窗口中，Name栏输入库文件名mylib（可以自定义），右侧工艺文件（Technology File）栏中，选择最下方的Don’t need a techfile，点击窗口左上角的OK。③ 在CIW中，选择file→new→cellview，打开Create New File窗口。④ 在Create New File窗口中，Library Name选取为mylib（与刚才定义一致），Cell Name设置为nand2，View Name选取为Schematic，Tool栏选取为Composer-Schematic，点击OK，弹出Schematic Editing的空白窗口。 添加元件（电路如图2.2所示）图2.2 二与非门电路原理图1 在Schematic Editing窗口中，选择Add→Instance，打开instance窗口如图2.3所示，在窗口中点击右侧Browse按钮，弹出Library Browser窗口如图2.4所示，在Library栏中选择analogLib，Cell选择nmos4，Cellview选择为symbol。图2.3 instance窗口 图2.4 Library Browser窗口注意：添加元件的方法方法一：选择Add→instance，弹出instance窗口；方法二：选择Tool bar图标栏中的instance图标，可弹出instance窗口； 方法三：在键盘上按键“i”也可以弹出instance窗口（盲键的使用）。 2 在Instance form中输入nmos4的参数如下：model name trnmoswidth 2.0ulength 0.5u3 移动LMB（鼠标左键）到schematic窗口，刚才选择的nmos4元件以高亮度（黄色）出现，点击LMB完成添加过程。4 选择Add→Instance，在Library column中选择analogLib，再选择pomos4，在视图中选择symbol，参数设置为：model name： trpmoswidth： 2.5ulength： 0.5u5 添加完4个元件后，按ESC键（退出当前操作状态，此后均同）。 添加Pins① 在左侧Tool bar图标栏中选择pin icon图标，出现Add form窗口如图2.5所示，在Pin names栏中输入如下（注意Pin names之间有空格）:Pin names INA INB OUT设置Direction为input设置Usage为schematic图2.5 Add form窗口 图2.6 Add Wire Name窗口② 点击Rotate（或鼠标右键RMB），可完成逆时钟旋转90度的操作。 ③ 移动LMB到Schematic窗口，点击LMB可完成Pins的添加。④ 依次完成INA ，INB ，OUT 三个pin的添加。最后按ESC键。 添加Sources和Ground① 按盲键[i]，激活Add instance form窗口。② 和选择nmos4方法相同，选择Add→Instance，在Library column中选择analogLib，再选择Vdd并添加到schematic中。③ 同上方法，完成gnd的添加，按ESC键。连线① 点击tool bar栏中的 wire（narrow）图标。② 移动LMB到Schematic窗口，将需要连接的两个端点依次点击LMB，可完成连线。③ 将poms4的衬底与Vdd相连，nmos4的衬底与gnd 相连。衬底为栅极所对应的右侧的那条短线。连线命名① 点击Wire Name图标，弹出窗口如图2.6所示，在窗口中输入ndrain，其它不变。② 将命名移至上面一个nmos4的源端（source），点击LMB。③ strench（拉伸）移动过的线至合适位置并点击它，完成以上操作后，按键Esc。④ 点击tool bar栏中的check and save 图标，检查电路图无误后存档。注意：Virtuoso Schematic Editor环境下，电路布线时，因为存在两条不相交的走线“过桥”问题，不相交的走线间没有节点，故而，Cadence系统默认所有的两条走线在形成十字时，都是没有节点的过桥问题。在应当有节点的时候，只能形成丁字形式的节点，而不能形成十字形式的节点，否则，在check and save时提示为Warning。注意到图2.2中，输出Y pin的连线没有直接与pmos4的源端相交在同一节点，而是在M1与M2连线之间形成了两个节点。3.2 创建符号3.2.1 生成符号① 在CIW窗口中，依次选择Tools→library manager→mylib→nand2，如图2.7所示。双击view column中的schematic选项， 在schematic中，依次选择：design→create cellview→From cellview。图2.7 cellview From cellview② 各项选择如下：Library name mylibCell name nand2From view name schematicTo view name symbolTool/Data type: Composer-symbol选择完成后点击OK，弹出Symbol Generation Options窗口，如图2.8所示。10Lab 2 二与非门电路原理图设计_与非门符号图2.8 Symbol Generation Options③ 在Symbol Generation Options窗口中，请确定：Lift pins INA INBRight pins OUT点亮Load/Save按钮，点击OK（在窗口顶端）， 自动生成nand2 symbol，如图2.9所示。图2.9 二与非门逻辑符号草图3.2.2 编辑符号① 用LMB选择红色的边框box，按键“m”移动边框box至上一格（移动一格）。用LMB选择整个pin INA，按键“m”向上移动一格（拉开INA与INB使其间隔两格）。② 选定绿色长方形边框，点击del图标将其删除。选定，并移动至框图下方空白处。重复步骤，移动三个cds Param。注意：cds Param与cds Term（共六个）均可删除，不影响符号的编辑。③ 在编辑窗口中，依次选择Add→shape→arc，在窗口的空白处点击LMB完成添加。④ 点击LMB确定弧线形状，将做好的弧线拖入box，利用F3可以实现旋转，将弧线开口一侧移至距离INA与INB2-3格处。⑤ 依次选择Add→shape→line，以LMB点击弧线左上角端点，向左延长3格，向下做成一个直角拐角并向下延长4格，再向左延长3格与弧线左下角端点相接。⑥ 选择Add→shape→circle，将圆添加到弧线右侧的中部位置。⑦ 将pins（INA，INB，OUT）与添加的图形组合，如图2.10所示。 ⑧ 选择Design→Check and save。图2.10 nand2 symbol4 附加实验4.1 设计CMOS反相器原理图，如图2.11所示。4.2 设计CMOS反相器逻辑符号，如图2.12所示。图2.11 CMOS反相器原理图 图2.12 CMOS反相器逻辑符号 5 预习要求阅读实验原理部分，了解Schematic设计环境。6 实验报告① 列出Schematic设计环境中本实验所用菜单的功能。 ② 分析并总结电路原理图设计的一般流程。欢迎您转载分享：
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电工学简明教程(秦曾煌)第13章 门电路和组合逻辑电路（可编辑）
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