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《集成电路设计实践》报告

题目：8选1数据选择器

院系：自动化学院电子工程系

专业班级：微电

学生学号：

学生姓名：

指导教师姓名：职称：讲师

起止时间：2022-12-21——2022-1-9

成绩：

一、设计任务

1)依据8选1数据选择器的真值表，给出八选一

MUX电路图，完成由电路图到晶体管级的转化（需提出

至少2种方案）；

2)绘制原理图（Sedit）,完成电路特性摹拟（Tspice，

瞬态特性），给出电路最大延时时间；

3)遵循设计规则完成晶体管级电路图的版图，流程如下：版图布局规划－基本单元绘制－功能块的绘制-

布线规划-总体版图）；

4)版图检查与验证（DRC检查）；

5)针对自己画的版图，给出实现该电路的工艺流程

图。

二、电路设计方案的确定

数据选择器是指经过选择，把多个通道的数据传送到惟一的公共数据通道上去，实现数据选择功能的逻辑电路称为数据选择器。它的作用相当于多个输入的单刀

多掷开关，其示意图如下所示

数据选择器除了可以实现一些组合逻辑功能以外，

还可以做分时多路传输电路，函数发生器及数码比较器

等，常见的数据比较器有2选1，4选1，8选1，16选

1电路。

示意图

在多路数据传送过程中，能够根据需要将其中任意

一路选出来的电路，叫做数据选择器。

数据选择器(MUX)的逻辑功能是在地址选择信号的

控制下，从多路数据中选择一路数据作为输出信号。

本次设计的是8选1数据选择器。选择控制端（地址端）为K2，K1，K0，按二进制译码，从8个输入数

据D0-D7中，选择一个需要的数据送到输出端Y。

根据多路开关的开关状态（地址码）K2,K1,K0的状

态选择D0-D7中某一个通道的数据输送到输出端Y。

如：K2K1K0＝000，则选择D0数据到输出端，即

Y＝D0。

如：K2K1K0＝001，则选择D1数据到输出端，即

Y＝D1，其余类推。

8选1MUX功能表如下：

K2

0

0

0

0

1

1

1

1

K1

0

0

1

1

0

0

1

1

K0

0

1

0

1

0

1

0

1

Y

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

电路图设计如下:

1：

此电路为组合逻辑门电路，电路为CMOS实现功能，电路规模较大，工作量大，版图布局规模较大，相比之

下，选择传输门电路实现8选1数据选择器功能。

2.

上图电路为传输门电路，设计简单、版图易于制作，

且能较好的实现8选1数据选择器电路要求，故而选择

该电路作为设计电路。

三、电路特性及其仿真

首先用S-Edit软件画出电路的摹拟图，然后检查所画电路是否存在错误，并标注各个管子的尺寸，检查无误后点击T-Spice按钮浮现电路的网表图，然后给检测出的电路网表加之电源和输入信号，检查添加无误后进行

电路摹拟仿真，得到电路的摹拟仿真图象。

电路图：

网表：

仿真波形图：

仿真输出结果：

仿真输出结果：

根据仿真得到的电路特性曲线与设计电路的要求对比可知，所摹拟的电路符合设计的8选1MUX要求，且

能实现8选1MUX的功能，故摹拟的电路可以使用。

四、版图的布局规划及基本单元设计

根据前面的所涉及的摹拟电路可知，对于一个基本的8选1MUX，需要14个nmos结构，5个cmos组成的反相器单元；nmos传输门单元，管子之间有漏极相连，也有的栅极相连，制作版图时采用L-Edit软件，并采用0.35um工艺，在制作版图时需注意所有光刻孔的几何尺

寸都必须大于或者等于最小距离。

版图如下：

五、给出实现该电路创造的工艺流程

首先，n阱CMOS工艺流程：选择衬底---n阱光刻---有源区光刻---多晶硅光刻---n+区光刻----p光刻---光刻接触孔---金属化内连线---光刻钝化孔，便得到了反相

器；

其次，将nmos与pmos合理布局；

最后，将其用金属按照电路要求连接起来，做钝化

和封装处理；

六、总结

集成电路的设计流程主要有：电路图的确定、电路图摹拟及仿真、电路板图设计、版图与原理图对照、后仿真；电路摹拟及仿真时，需要注意电路的连接是否符合原理图要求，仿真时需要注意所加的信号是否能够达到电路的实际要求，版图设计时，需要注意版图的布局，工艺要求及此间距的最小要求，而芯片尺寸尽可能小，版图与原理图对照和后仿真时要求电路图和版图中