上海电力学院
VLSI原理和设计报告
题目： CMOS反向器的版图设计
院系： 电子与信息工程学院
专业： 电子科学与技术
年级：
姓名： 学号：
指导老师：
一、 实验目的
1、 熟悉virtuoso editing、LSW设计窗口及操作
2、 熟练掌握设计快捷键的操作
3、 培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的设计技巧和方法的能力
4、 认识版图数据文件
二、 实验设备
硬件环境：英特尔I5 PC机、SUN BLADE工作站
软件环境：solaris操作系统、Cadence集成电路设计软件
三、 实验内容
实验一 UNIX上机实验（１）
实验内容及步骤：
1．在主目录/home/student/stu231 或/home/student/stu231创建自己的子目录(姓名全拼)。
注意 ：以后的新建文件和目录全部都在子目录中进行。
2．对根目录进行详细列表并将结果存入自己的子目录下新文件lsl.log中，并用cat命令显示该文件内容，再用file命令查看该文件类型。
3.用cat命令将自己建立的lsl.log文件扩展3次形成一个新文件ls2.log，并用more命令显示该文件内容，统计该文件的行数，并将此信息追加到文件末尾。
4.对自己的子目录打包后压缩，查看形成的新文件信息后，在进行解压和解包。
5.为自己创建一个新的目录new，将自己原目录下的文件拷贝到新目录new中。
6.删除新目录及其下的所有文件。
7.用定向的方法把who命令形成的结果保存到文件who.log中，并查看该文件内容。
8.用chmod命令修改文件who.log的可执行权限使其成为可执行文件，并运行该文件查看结果。
9.进入VI编辑器再次修改文件who.log的内容，其内容为对目录的详细列表，并使改变who.log的可执行权限，使得其权限形式为“r w x r- x r - -”。并执行之。
实验二：UNIX上机实习（续）
10．进入VI编辑器修改lsl.log文件内容，利用全局替换命令将“root”修改为“stu”。
11．利用一条命令来显示根目录列表文件的第8、9、10三行内容。
12．用history命令查询以前执行过的命令，并用历史替换的方法重复执行最近的一条ls命令。
13．用read命令同时给3个变量赋值。
14．用env命令查询系统中的环境变量。
15．用alias命令为自己建立一个新命令，命令的功能为对自己的子目录进行详细列表。
16．编辑一个shell脚本，可以提示用户以下信息：
a. the working directory
b. home directory
c. system time
d. the users of the system
e. we can use the following aliases
the number of the env variables
17．绘制原理图
实验三：CMOS反向器版图设计
1、 建立版图文件
使用library manager。首先，建立一个新的库myLib，关于建立库的步骤，在前文介绍cdsSpice时已经说得很清楚了，就不再赘述。与前面有些不同的地方是：由于我们要建立的是一个版图文件，因此我们在technology file选项中必须选择compile a new tech file,或是attach to an exsiting tech file。这里由于我们要新建一个tech file，因此选择前者。这时会弹出load tech file的对话框，如图2-1-1所示。
在ASCII Technology File中填入csmc1o0.tf即可。接着就可以建立名为inv的cell了。为了完备起见，读者可以先建立inv的schematic view和symbol view（具体步骤前面已经介绍，其中pmos长6u，宽为0.6u。nmos长为3u，宽为0.6u。model 仍然选择hj3p和hj3n）。然后建立其layout view，其步骤为：在tool中选择virtuoso－layout，然后点击ok。
2、 绘制inverter掩膜版图的一些准备工作
首先，在library manager中打开inv这个cell的layout view。即打开了virtuoso editing窗口版图视窗打开后，掩模版图窗口显现。视窗由三部分组成：Icon menu , menu banner ,status banner.
3、 绘制版图
一．画pmos的版图（新建一个名为pmos的cell）
1． 画出有源区
在LSW中，点击active（dg），注意这时LSW顶部显示active字样，说明active层为当前所选层次。然后点击icon menu中的rectangle icon，在vituoso editing窗口中画一个宽为3.6u，长为6u的矩形。这里我们为了定标，必须得用到标尺。点击misc/ruler即可得到。清除标尺点击misc/clear ruler。如果你在绘制时出错，点击需要去除的部分，然后点击delete icon。
2． 画栅
在LSW中，点击poly（dg），画矩形。与有源区的位置关系如下图：
3．画整个pmos
为了表明我们画的是pmos管，我们必须在刚才图形的基础上添加一个pselect层，这一层将覆盖整个有源区0.6u。接着，我们还要在整个管子外围画上nwell，它覆盖有源区1.8u。如下图所示：
4．衬底连接
pmos的衬底（nwell）必须连接到vdd。首先，画一个1.2u乘1.2u的active矩形；然后在这个矩形的边上包围一层nselect层（覆盖active0。6u）。最后将nwell的矩形拉长，完成后如下图所示：
这样一个pmos的版图就大致完成了。接着我们要给这个管子布线。
二．布线
pmos管必须连接到输入信号源和电源上，因此我们必须在原图基础上布金属线。
1． 首先我们要完成有源区（源区和漏区）的连接。在源区和漏区上用contact（dg）层分别画三个矩形，尺寸为0.6乘0.6。注意：contact间距为1.5u。
2． 用metal1（dg）层画两个矩形，他们分别覆盖源区和漏区上的contact，覆盖长度为0.3u。
3． 为完成衬底连接，我们必须在衬底的有源区中间添加一个contact。这个contact每边都被active覆盖0.3u。
4． 画用于电源的金属连线，宽度为3u。将其放置在pmos版图的最上方。
图2-3-1 pmos版图
通过以上步骤我们完成了pmos的版图绘制。接下来我们将绘制出nmos的版图。
三．画nmos的版图
绘制nmos管的步骤同pmos管基本相同（新建一个名为nmos的cell）。无非是某些参数变化一下。下面给出nmos管的图形及一些参数，具体绘制步骤就不再赘述。
四．完成整个非门的绘制及绘制输入、输出
1． 新建一个cell（inv）。将上面完成的两个版图拷贝到其中，并以多晶硅为基准将两图对齐。然后，我们可以将任意一个版图的多晶硅延长和另外一个的多晶硅相交。
2． 输入：为了与外部电路连接，我们需要用到metal2。但poly和metal2不能直接相连，因此我们必须得借助metal1完成连接。具体步骤是：
a． 在两mos管之间画一个0.6乘0.6的contact
b． 在这个contact上覆盖poly，过覆盖0.3u
c． 在这个contact的左边画一个0.6乘0.6的via，然后在其上覆盖metal2（dg），过覆盖0.3u
d． 用metal1连接via和contact，过覆盖为0.3u
从下图中可以看得更清楚：
3． 输出：先将两版图右边的metal1连起来（任意延长一个的metal1，与另一个相交）。然后在其上放置一个via，接着在via上放置metal2。
五．作标签
1． 在LSW中选择层次text（d3），点击create/label，在弹出窗口中的label name中填入vdd！并将它放置在版图中相应的位置上。
2． 按同样的方法创制gnd！、A和Out的标签。完成后整个的版图如下：
图2-3-4 非门的版图
至此，我们已经完成了整个非门的版图的绘制。下一步将进行DRC检查，以检查版图在绘制时是否有同设计规则不符的地方。
四、 实验心得
通过本次试验，我基本熟悉virtuoso editing、LSW设计窗口及操作熟练掌握设计快捷键的操作培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的技巧和方法的能力，认识版图数据文件，复习了课堂的知识。
第二篇：反相器的版图设计实验报告
实验报告：反相器的版图设计与实现
1. 实验目的
1.1 熟悉软件的基本使用；
1.2 了解Schematic设计环境
1.3 掌握反相器电路的原理图输入方法、仿真及版图绘制方法；
2. 实验内容：
1）、反相器的电路及仿真：
1电路图：
2激励信号（以表格的形式给出）
3电路图的仿真结果。
2）、二与非门的版图及仿真：
1版图（写出版图的面积）
版图面积大约为:10*5=50 um2
2版图的后仿提取网表
3激励信号（以表格的形式给出）
4版图的仿真结果。
3、收获与感悟：
通过这次反相器的实验，我基本学会了layout的过程，已经能够完成电路图、版图的制作和电路的仿真、寄生参数提取、电路后仿真。这次实验完成比较简单，在老师的带领下我们都能很好地完成老师要求的任务，第一次接触这个软件，还有很多不太懂的地方，希望在以后的实验中能够多多练习，熟练地掌握整个版图设计的过程。