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集成電路版圖設(shè)計——基于華大九天集成電路版圖設(shè)計與驗證平臺Aether 
定 價：49 元 叢書名：集成電路系列叢書·集成電路設(shè)計
9 7 4 8 8 7 3 1 3 2 4 1 9 讀者對象:應(yīng)用型本科、高職高專微電子和集成電路相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，中職學(xué)校、成人教育、自學(xué)考試、開放大學(xué)及相關(guān)培訓(xùn)班的教材，還可以作為集成電路工程技術(shù)人員的參考書。 
根據(jù)集成電路產(chǎn)業(yè)對設(shè)計人才的實際需求情況，本書基于華大九天國產(chǎn)EDA系統(tǒng)，以“集成電路版圖設(shè)計”這一工作任務(wù)為主線，結(jié)合編者多年的企業(yè)實踐與教學(xué)經(jīng)驗，以及本課程項目化內(nèi)容改革成果進(jìn)行編寫。本書主要包括集成電路版圖設(shè)計基礎(chǔ)知識、基于華大九天系統(tǒng)的集成電路版圖設(shè)計流程及基于華大九天系統(tǒng)的集成電路版圖設(shè)計案例三大模塊組成，其中集成電路版圖設(shè)計基礎(chǔ)知識模塊包括集成電路版圖設(shè)計基礎(chǔ)、集成電路版圖識別和集成電路版圖設(shè)計系統(tǒng)等內(nèi)容；基于華大九天系統(tǒng)的集成電路版圖設(shè)計流程模塊包括基于華大九天系統(tǒng)的芯片前端設(shè)計、芯片后端設(shè)計，以及版圖寄生參數(shù)提取及后仿真等內(nèi)容；基于華大九天系統(tǒng)的集成電路版圖設(shè)計案例模塊包括基于華大九天系統(tǒng)的版圖設(shè)計基礎(chǔ)案例、進(jìn)階案例及復(fù)雜案例等內(nèi)容。
居水榮，教授，研究員級高級工程師。長期在集成電路設(shè)計企業(yè)服務(wù)，執(zhí)筆制定教育部微電子技術(shù)專業(yè)、集成電路技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，完成教育部微電子技術(shù)專業(yè)國家資源庫“集成電路版圖設(shè)計”課程資源建設(shè)。編寫并出版《集成電路版圖設(shè)計項目化教程》《集成電路芯片測試技術(shù)》等國家規(guī)劃教材、省重點教材3部。黃瑋 副教授，江蘇省青藍(lán)工程優(yōu)秀青年骨干教師。主要從事微電子技術(shù)專業(yè)“集成電路版圖技術(shù)”等專業(yè)核心課程的教學(xué)工作。獲評國家職業(yè)教育規(guī)劃教材1部；承擔(dān)微電子技術(shù)專業(yè)國家資源庫“集成電路版圖設(shè)計”等課程的資源建設(shè)工作。王津飛，講師，研究方向是模擬集成電路設(shè)計，目前主要承擔(dān)集成電路設(shè)計的相關(guān)教學(xué)和科研工作。
目錄
第1 章 集成電路版圖設(shè)計基礎(chǔ) ................................................................................................. 1 1.1 集成電路和集成電路設(shè)計 ............................................................................................ 1 1.1.1 集成電路及其發(fā)展 ............................................................................................. 1 1.1.2 集成電路制造流程 ............................................................................................. 2 1.1.3 集成電路設(shè)計和要求 ......................................................................................... 4 1.1.4 集成電路設(shè)計流程 ............................................................................................. 5 1.1.5 集成電路設(shè)計分類方法 ..................................................................................... 6 1.2 集成電路版圖設(shè)計與驗證 ............................................................................................ 6 1.2.1 版圖設(shè)計的概念 ................................................................................................. 6 1.2.2 版圖設(shè)計方法 ..................................................................................................... 7 1.2.3 版圖驗證及相關(guān)工具 ......................................................................................... 8 1.3 集成電路版圖設(shè)計工具 ................................................................................................ 9 1.3.1 全定制版圖設(shè)計工具 ....................................................................................... 10 1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)單元版圖設(shè)計工具 ................................................................................... 11 1.4 集成電路版圖設(shè)計工藝文件 ...................................................................................... 11 思考與操作練習(xí) ................................................................................................................... 12 第2 章 集成電路版圖識別 ....................................................................................................... 13 2.1 集成電路版圖識別方法和工具 .................................................................................. 13 2.1.1 集成電路版圖識別方法 ................................................................................... 13 2.1.2 集成電路版圖識別工具 ................................................................................... 14 2.2 電阻版圖的識別 .......................................................................................................... 15 2.2.1 集成電路中電阻的計算與繪制 ....................................................................... 15 2.2.2 集成電路版圖中電阻的分類 ........................................................................... 17 2.3 電容版圖的識別 .......................................................................................................... 20 2.3.1 集成電路中電容的測算 ................................................................................... 20 2.3.2 MOS 集成電路中常用的電容 .......................................................................... 22 2.4 二極管、三極管版圖的識別 ...................................................................................... 25 2.4.1 二極管版圖 ....................................................................................................... 25 2.4.2 三極管版圖 ....................................................................................................... 25 2.5 MOS 場效應(yīng)管版圖的識別 ........................................................................................ 27 2.5.1 MOS 場效應(yīng)管結(jié)構(gòu).......................................................................................... 27 2.5.2 MOS 場效應(yīng)管版圖.......................................................................................... 28 思考與操作練習(xí) ................................................................................................................... 29 第3 章 集成電路版圖設(shè)計系統(tǒng) ............................................................................................... 30 3.1 硬件系統(tǒng) ...................................................................................................................... 30 3.2 軟件系統(tǒng) ...................................................................................................................... 33 3.2.1 服務(wù)器軟件系統(tǒng) ............................................................................................... 33 3.2.2 Linux 操作系統(tǒng)中的常用指令 ......................................................................... 35 3.2.3 文本編輯器 ....................................................................................................... 37 3.2.4 遠(yuǎn)程桌面軟件 ................................................................................................... 37 3.3 華大九天EDA 軟件 .................................................................................................... 39 3.3.1 華大九天EDA 軟件簡介 ................................................................................. 39 3.3.2 原理圖編輯工具Empyrean Aether SE 簡介 .................................................... 40 3.3.3 電路仿真工具Empyrean ALPS 簡介 .............................................................. 41 3.3.4 版圖編輯工具Empyrean Aether LE 簡介 ....................................................... 42 3.3.5 寄生參數(shù)提取工具Empyrean RCExplorer 簡介 ............................................. 43 第4 章 基于華大九天系統(tǒng)的集成電路前端設(shè)計 ................................................................... 45 4.1 前端設(shè)計準(zhǔn)備 .............................................................................................................. 46 4.1.1 庫和庫文件 ....................................................................................................... 46 4.1.2 Empyrean Aether DM 簡介 ............................................................................... 46 4.1.3 創(chuàng)建庫 ............................................................................................................... 47 4.1.4 管理庫 ............................................................................................................... 49 4.2 繪制CMOS 反相器Schematic ................................................................................... 51 4.2.1 創(chuàng)建Schematic View 文件 ............................................................................... 51 4.2.2 添加元器件 ....................................................................................................... 52 4.2.3 連線 ................................................................................................................... 53 4.2.4 設(shè)置元器件參數(shù) ............................................................................................... 54 4.2.5 放置端口 ........................................................................................................... 54 4.2.6 檢查并保存 ....................................................................................................... 55 4.3 創(chuàng)建CMOS 反相器的Symbol ................................................................................... 55 4.3.1 創(chuàng)建Symbol ...................................................................................................... 55 4.3.2 編輯Symbol ...................................................................................................... 56 4.3.3 電路的層次化設(shè)計 ........................................................................................... 57 4.4 電路仿真 ...................................................................................................................... 58 4.4.1 創(chuàng)建仿真電路 ................................................................................................... 59 4.4.2 打開仿真環(huán)境 ................................................................................................... 60 4.4.3 仿真設(shè)置 ........................................................................................................... 60 4.4.4 輸出選擇 ........................................................................................................... 61 4.4.5 仿真并查看波形 ............................................................................................... 62 4.4.6 仿真結(jié)果分析 ................................................................................................... 62 第5 章 基于華大九天系統(tǒng)的集成電路后端設(shè)計 ................................................................... 64 5.1 版圖的設(shè)計規(guī)則 .......................................................................................................... 64 5.2 CMOS 反相器版圖繪制 .............................................................................................. 65 5.2.1 創(chuàng)建版圖文件 ................................................................................................... 65 5.2.2 物理層和版圖層之間的關(guān)系 ........................................................................... 66 5.2.3 CMOS 反相器版圖的輸入 ............................................................................... 68 5.3 原理圖驅(qū)動版圖設(shè)計方法 .......................................................................................... 70 5.4 CMOS 反相器版圖驗證 .............................................................................................. 72 5.4.1 CMOS 反相器的DRC 驗證 ............................................................................. 72 5.4.2 CMOS 反相器的LVS 驗證 .............................................................................. 74 第6 章 版圖寄生參數(shù)提取及電路后仿真 ............................................................................... 78 6.1 版圖寄生參數(shù)提取 ...................................................................................................... 78 6.1.1 版圖寄生參數(shù)簡介 ........................................................................................... 78 6.1.2 寄生參數(shù)提取流程 ........................................................................................... 79 6.2 電路后仿真 .................................................................................................................. 82 6.2.1 電路后仿真簡介 ............................................................................................... 82 6.2.2 電路后仿真流程 ............................................................................................... 82 第7 章 基于華大九天系統(tǒng)的版圖設(shè)計基礎(chǔ)案例 ................................................................... 84 7.1 基本元器件的設(shè)計 ...................................................................................................... 84 7.1.1 電阻 ................................................................................................................... 84 7.1.2 電容 ................................................................................................................... 89 7.2 基本數(shù)字模塊的設(shè)計 .................................................................................................. 91 7.2.1 復(fù)合邏輯門的設(shè)計 ........................................................................................... 92 7.2.2 復(fù)合邏輯門的優(yōu)化設(shè)計 ................................................................................. 100 7.2.3 CMOS D 鎖存器的設(shè)計 ................................................................................. 105 7.2.4 SRAM 單元電路設(shè)計 ..................................................................................... 114 7.3 基本模擬模塊的設(shè)計 ................................................................................................ 119 7.3.1 電阻負(fù)載的共源放大電路及其版圖的設(shè)計 ................................................. 120 7.3.2 輸出驅(qū)動電路的設(shè)計 ..................................................................................... 125 第8 章 基于華大九天系統(tǒng)的版圖設(shè)計進(jìn)階案例 ................................................................. 132 8.1 十六分頻電路的設(shè)計 ................................................................................................ 132 8.1.1 D 觸發(fā)器的設(shè)計 ............................................................................................. 132 8.1.2 十六分頻電路的設(shè)計 ..................................................................................... 134 8.2 上電復(fù)位電路的設(shè)計 ................................................................................................ 135 8.2.1 案例簡介 ......................................................................................................... 135 8.2.2 上電復(fù)位電路設(shè)計與仿真 ............................................................................. 137 8.2.3 上電復(fù)位電路版圖設(shè)計與驗證 ..................................................................... 143 8.3 低電壓復(fù)位電路的設(shè)計 ............................................................................................ 148 8.4 RC 環(huán)形振蕩器的設(shè)計 .............................................................................................. 151 8.4.1 案例簡介 ......................................................................................................... 151 8.4.2 RC 環(huán)形振蕩器電路設(shè)計與仿真 ................................................................... 151 8.4.3 RC 環(huán)形振蕩器的版圖設(shè)計與驗證 ............................................................... 159 8.5 施密特觸發(fā)器的設(shè)計 ................................................................................................ 162 8.5.1 案例簡介 ......................................................................................................... 162 8.5.2 IP 電路設(shè)計與仿真 ......................................................................................... 163 8.5.3 IP 版圖設(shè)計與驗證 ......................................................................................... 168 第9 章 基于華大九天系統(tǒng)的版圖設(shè)計復(fù)雜案例 ................................................................. 171 9.1 帶隙基準(zhǔn)電路的設(shè)計 ................................................................................................ 171 9.1.1 背景知識 ......................................................................................................... 171 9.1.2 電路設(shè)計與仿真 ............................................................................................. 174 9.1.3 版圖設(shè)計 ......................................................................................................... 176 9.2 差分放大器的設(shè)計 .................................................................................................... 177 9.2.1 差分放大器的電路仿真 ................................................................................. 178 9.2.2 差分放大器的版圖設(shè)計 ................................................................................. 179 9.3 高增益運算放大器的設(shè)計 ........................................................................................ 183 9.3.1 簡單運算放大器的電路結(jié)構(gòu) ......................................................................... 183 9.3.2 高增益運算放大器的結(jié)構(gòu)選取 ..................................................................... 183 9.3.3 兩級式運放的設(shè)計 ......................................................................................... 184 9.4 運算放大器的頻率補償 ............................................................................................ 184 9.4.1 系統(tǒng)穩(wěn)定原理 ................................................................................................. 184 9.4.2 米勒補償 ......................................................................................................... 184 9.5 運算放大器的電路仿真 ............................................................................................ 185 9.5.1 仿真準(zhǔn)備及仿真環(huán)境設(shè)置 ............................................................................. 185 9.5.2 仿真結(jié)果讀取 ............................................................................................... 186 9.5.3 仿真結(jié)果分析 ................................................................................................. 188 9.6 運算放大器的版圖設(shè)計 ............................................................................................ 189 9.6.1 電流源版圖 ..................................................................................................... 189 9.6.2 MOS 管版圖 ................................................................................................... 189 9.6.3 電阻版圖 ......................................................................................................... 189 9.6.4 電容版圖 ......................................................................................................... 190 9.6.5 總體版圖與版圖優(yōu)化 ........................................................................................ 191 9.7 運算放大器的版圖驗證 ............................................................................................ 192 9.7.1 DRC 驗證 ........................................................................................................ 192 9.7.2 LVS 驗證 ......................................................................................................... 194
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