二選一數(shù)據(jù)選擇器

1、二選一數(shù)據(jù)選擇器目錄一：數(shù)據(jù)選擇器的基本原理3二 電路邏輯功能32.1 電路邏輯圖32.2真值表與表達(dá)式32.3電路設(shè)計(jì)及仿真4三 版圖設(shè)計(jì)63.1總體版圖設(shè)計(jì)及DRC驗(yàn)證6數(shù)據(jù)選擇器版圖設(shè)計(jì)步驟6版圖驗(yàn)證93.2版圖仿真10四 數(shù)據(jù)選擇器版圖LVS對(duì)比11五 結(jié)論及體會(huì)13一：數(shù)據(jù)選擇器的基本原理數(shù)據(jù)選擇器是指經(jīng)過(guò)選擇，把多個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳送到唯一的公共數(shù)據(jù)通道上去，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)選擇功能的邏輯電路稱為數(shù)據(jù)選擇器。它的作用相當(dāng)于多個(gè)輸入的單刀多擲開關(guān)，其示意圖如下：圖1 n位通道選擇信號(hào)數(shù)據(jù)選擇器除了可以實(shí)現(xiàn)一些組合邏輯功能以外，還可以做分時(shí)多路傳輸電路、函數(shù)發(fā)生器及數(shù)碼比較器等。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)選擇器有

2、4選1、8選1、16選1電路。在多路數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中，能夠根據(jù)需要將其中任意一路選出來(lái)的電路，叫做數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)選擇器(MUX)的邏輯功能是在地址選擇信號(hào)的控制下，從多路數(shù)據(jù)中選擇一路數(shù)據(jù)作為輸出信號(hào)下圖所示為二選一數(shù)據(jù)選擇器原理圖，a,b為輸入端，sel為控制端，out為輸出端 圖1-1數(shù)據(jù)選擇器原理圖二 電路邏輯功能 2.1 電路邏輯圖(是數(shù)據(jù)選擇控制端，為0時(shí)選擇A，為1時(shí)選擇B）要實(shí)現(xiàn)2選1選擇器，邏輯電路圖如下所示 圖2-1數(shù)據(jù)選擇器邏輯電路圖 2.2真值表與表達(dá)式 二選一數(shù)據(jù)選擇器邏輯表達(dá)式為： 根據(jù)邏輯表達(dá)式所列真值表如下圖所示 S A B Y0111101010000111110

3、0011000 圖2-2數(shù)據(jù)選擇器真值表圖 2.3電路設(shè)計(jì)及仿真 根據(jù)原理電路圖并使用S-Edit軟件設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)選擇器的電路圖及對(duì)應(yīng)符號(hào)圖如下： 圖 2-3數(shù)據(jù)選擇器符號(hào)圖 根據(jù)符號(hào)圖并使用S-Edit軟件設(shè)計(jì)出的數(shù)據(jù)選擇器電路圖如下所示 圖 2-4數(shù)據(jù)選擇器電路圖 導(dǎo)出的SPICE文件，如下圖所示 圖2-5 spice文件加載包含文件，如下圖所示 圖2-6 加載后的SPICE文件在其基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真：下圖從上到下依次為Y. S B A,結(jié)合邏輯表達(dá)式及真值表可知，電路為正確的 圖2-7 模擬波形仿真圖三 版圖設(shè)計(jì) 3.1總體版圖設(shè)計(jì)及DRC驗(yàn)證 3.1.1數(shù)據(jù)選擇器版圖設(shè)計(jì)步驟 （1）新建文件

4、夾：在電腦本地磁盤新建文件夾，文件夾名為shuju。 （2）打開L-Edit 軟件：在桌面上雙擊L-Edit v13.0 快捷鍵，打開L-Edit v13.0 軟件。 （3）另存新文件：選擇FileSave As 命令，打開“另存為”對(duì)話框，在“保存在”下拉列表框中選擇存儲(chǔ)目錄（存儲(chǔ)在剛才新建的文件夾SHUJU中），在“文件名”文本框中輸入新文件名稱。 （4）取代設(shè)定：選擇FileReplace Setup 命令，單擊出現(xiàn)的對(duì)話框的From file 下拉列表右側(cè)的Browser按鈕，選擇d:My DocumentsTanner EDATanner Tools v13.0L-Edit and

5、LVSSPRLightsLayoutlights.TDB 文件，再單擊OK 按鈕。接著出現(xiàn)一個(gè)警告對(duì)話框，按確定按鈕，就可將lights.TDB 文件的設(shè)定選擇性應(yīng)用在目前編輯的文件，包括格點(diǎn)設(shè)定、圖層設(shè)定等。 （5）復(fù)制組件：選擇CellCopy 命令，打開Select Cell to Copy 對(duì)話框，單擊其中的Browser 按鈕，在出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇inv.TDB，再在Select Cell to Copy 對(duì)話框中選擇BASECONTACH 組件，如圖所示，單擊 OK 按鈕，則可將BASECONTACH組件復(fù)制至SHU JU BI JIAO QI.TDB 文件中。之后再以同樣的方式將

6、BASECONTACH、input、NMOS、PMOS、out 組件復(fù)制到SHUJU.TDB 文件中。圖12 （6）引用組件：引用上述復(fù)制的組件BASECONTACH、BASECONTACP、input、NMOS、PMOS、out，選擇CellInstance 命令，打開Select Cell to Instance 對(duì)話框，可以看到，在組件列表中有這6 個(gè)組件，選擇BASECONTACN組件再單擊 OK 按鈕，可以看到編輯畫面出現(xiàn)一個(gè)BASECONTACN 組件。 （7）編輯以上引用組件成4選1數(shù)據(jù)選擇器版圖，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC 檢查）直至無(wú)錯(cuò)誤為止。 （8）提取設(shè)置：提取設(shè)置主要

7、是對(duì)將要提取出的SPICE 文件進(jìn)行一些設(shè)置，選擇 ToolsExtract Setup 命令，在彈出的Setup Extract 對(duì)話框的General 中勾選Extract Standard Rule Set，然后單擊像鉛筆圖樣的圖標(biāo)。點(diǎn)擊鉛筆圖標(biāo)后會(huì)彈出另外一個(gè)對(duì)話框，如下圖所示。圖14在Setup Extract Standard Rule Set 對(duì)話框的General 選項(xiàng)Extract definition file 下選擇文件lights.ext（d:My DocumentsTanner EDATanner Tools v13.0L-Edit and LVSSPRLightsL

8、ayoutlights.ext），其他不變。在Output 選項(xiàng)中把SPICE include statement 下面的文字清除即可。 （9）提取SPICE 文件：選擇 ToolsExtract 命令，即提取出了所畫異或門版圖的SPICE 文件。 （10）設(shè)置SPICE 文件并保存：打開spice文件，對(duì)SHUJU文件進(jìn)行設(shè)置，包括加載包含文件、設(shè)定電源電壓、設(shè)定輸入信號(hào)、分析設(shè)定、輸出設(shè)定。設(shè)定好后需保存SPICE 文件。（11）進(jìn)行仿真并出波形，觀看波形圖，對(duì)照真值表，檢查結(jié)果正確與否 根據(jù)電路圖并使用L-Edit設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)選擇器的版圖如下所示 圖3-1總體版圖設(shè)計(jì) 3.1.2版圖驗(yàn)證設(shè)

9、計(jì)好后進(jìn)行版圖DRC（設(shè)計(jì)規(guī)則）檢查，沒(méi)有錯(cuò)誤，如下圖所示 圖3-2 DRC檢查圖 檢查無(wú)誤后設(shè)置生成SPICE仿真文件： 圖3-3 spice文件 加載包含文件，如下圖 圖3-4 加載文件圖 3.2版圖仿真 檢查無(wú)誤后設(shè)置生成SPICE仿真文件 圖3-5 模擬波形圖 通過(guò)比較二者最終的輸出模擬波形可知：波形在形狀上基本一致，只是在時(shí)間上有延遲的現(xiàn)象，但是時(shí)延較小。四 數(shù)據(jù)選擇器版圖LVS對(duì)比（1）打開LVS v13.0（1）打開LVS v13.0 程序。打開文件。用LVS 軟件打開電路圖和版圖生成的網(wǎng)表文件。在LVS 環(huán)境下，選擇FileOpen，打開“打開”對(duì)話框，在“文件類型”下拉列表中

10、選擇Spice Files。11 程序。打開文件。用LVS 軟件打開電路圖和版圖生成的網(wǎng)表文件。在LVS 環(huán)境下，選擇FileOpen，打開“打開”對(duì)話框，在“文件類型”下拉列表中選擇Spice Files。 （2）（*.sp*,*.cir）選項(xiàng)，打開SHUJU.sp和cell0.SPC,如圖所示圖4-1打開LVS 新文件。在LVS 環(huán)境下選擇FileNew 命令，出現(xiàn)“New File”對(duì)話框，在其中的列表。 （3）框中選擇LVS Setup 選項(xiàng)，再單擊“確定”按鈕，如圖所示。圖4-2（4）在Setup1 對(duì)話框中有很多項(xiàng)目需要設(shè)定，包括要對(duì)比的文件名稱、對(duì)比結(jié)果的報(bào)告文件、要對(duì)比的項(xiàng)目等

11、。在Input選項(xiàng)組的Layout 文本框中輸入自L-Edit 轉(zhuǎn)化出的cell0.SPC文件，在Schematic 文本框中輸入自S-Edit 輸出的SHUJU.sp文件，在OUPUT 選項(xiàng)組中的Output files 文本框中輸入對(duì)比結(jié)果的報(bào)告文件文件名，選中Node and element list復(fù)選框，并在其后的文本框中輸入節(jié)點(diǎn)與組件對(duì)比結(jié)果的報(bào)告文件文件名，之后選中Overwrite existing output files。 （5）元件參數(shù)設(shè)定。圖4-3 （6）選擇設(shè)定。 （7）執(zhí)行設(shè)定。如下圖所示圖4-4 （8）存儲(chǔ)文件。設(shè)定完成后，存儲(chǔ)LVS 的設(shè)定，選擇FileSave 命令，存儲(chǔ)為Setup1.VDB。 （9）執(zhí)行對(duì)比。設(shè)定完成后，開始進(jìn)行NAND2.SPC 文件與NAND2.sp 文件的對(duì)比，選擇Verification-Run 命令可進(jìn)行對(duì)比 LVS驗(yàn)證通過(guò)對(duì)電路圖生成的sp文件及版圖生成的spc文件LVS驗(yàn)證得出下圖結(jié)果 圖4-5 本設(shè)計(jì)課題到此結(jié)束，驗(yàn)證結(jié)果均正確。 五 結(jié)論及體會(huì) 隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各方面的設(shè)計(jì)日漸趨于自動(dòng)化的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)。Tanner Tools V13作為一個(gè)功能強(qiáng)大的可編程邏輯軟件開發(fā)平 臺(tái)，它在電子線路設(shè)計(jì)自動(dòng)化的作用不言而喻。本次課題設(shè)計(jì)，讓我對(duì)多路選擇器的工作原理有了更深入的了解。這次課題設(shè)計(jì)使用的是Ta