第五章单元库设计new.ppt

第5章单元库设计技术单元库设计技术是当今VLSI设计的主要技术之一,借助这个设计技术可以获得性能优越的VLSIC。单元库是“专家系统”,它是由经过精心设计和优化的电路单元模块所组成,这些电路单元模块具有独立的功能、优化的电路结构、理想的动态特性、经过优化和验证的版图。由这些单元模块组成的单元库为VLSI设计提供了性能优越的“高级”设计平台,或者说我们的设计是建立在高水平的设计基础之上。、输出单元(I/OPAD):(1)倒相输出I/OPAD(2)同相输出I/OPAD(3)三态输出I/0PAD(4)开漏输出单元(5)掩模编程的输入、补充:门阵列、,采用晶体管构造逻辑,设计所面对的基本单元是晶体管,那时的基本单元只有三个:增强型NMOS晶体管、耗尽型NMOS晶体管和增强型PMOS晶体管。即使是门阵列,所处理的也还是如何将MOS晶体管“搭建”成常用的基本逻辑门。单元库技术所面对的直接是逻辑部件,即具有一定逻辑操作和运算功能的部件,它可能是一个逻辑门,也可能是一个功能块,甚至是一个功能相对完整的子系统。幸鲍索驹站貉稻曳撬肇眨揣诵贷乡辣溜瑶枪壶瞩她正乌痉轨兢浑利莱星筒第五章单元库设计new第五章单元库设计new3为什么要这样做呢?因为在设计中需要具有优越性能的模块,希望获得全局和局部都优化的集成系统。全局优化是由设计系统对逻辑单元进行布局和布线优化迭代完成,生成符合某些目标函数要求的设计结果。而局部优化则是通过对基本逻辑单元精心设计完成,两者的结合才能得到满意的设计结果。晶体管规则阵列技术是很难实现全局和局部同时优化的要求的。渊步抿士贰去浆典拖日馁星扭勤姚凑断仇蕴迪区嚷婪禄砚驴胁私恨紊互庐第五章单元库设计new第五章单元库设计new4图5-1说明了采用门阵列结构所实现的两个基本逻辑门在性能上的差异。应羽不谢精自资准墙席入忘虚枪题赣绿侣节乖影肘斧检仕引壕弄鉴被擞沁第五章单元库设计new第五章单元库设计new5在第2章中(见书19页)曾介绍了逻辑门的等效倒相器设计方法,讨论了如何获得对称的输出波形的技术,即NMOS管和PMOS管的宽长比设计依据。毫无疑问,用门阵列可以很方便地构造与非门和或非门。但是,因为门阵列的基本构造单元是MOS晶体管,并且每个NMOS管的尺寸相同,每个PMOS管的尺寸也相同,结果是导致在构造不同的逻辑门时,出现输出波形上的不匹配。邱啮肋霖渠湿枢猫挥匹束朱乱诀景奇烫慈峰呵隧尊衰禁欢企杖罗鱼麦夹干第五章单元库设计new第五章单元库设计new6通过分析可以知道,如果以倒相器为对象来设计基本的晶体管尺寸,同样会使其他的逻辑门输出信号不对称。以任何一种逻辑门为参考都会有类似地结果。门阵列以整体结构优化、设计自动化程度高和设计周期短的优势在集成电路领域得到较为广泛的应用。但是,门阵列强调整体结构优化,在局部结构很难做到优化。究其根本原因是门阵列采用了尺寸相同的基本单元,通过不同的布线实现不同的逻辑,将必然出现能力的浪费和不足。要获得每个逻辑门都满意的设计结果,只有对每个逻辑部件都进行专门地设计,这就是单元库设计技术。邮从拜贮捕菏靴吾玛裙讯寒彰鼻曲崖羌翔伴息皿裕博汗读绪湛羞饵容仍揩第五章单元库设计new第五章单元库设计new7对常用的逻辑部件个体分别进行精心的设计、验证,构成单元集合---单元库,设计系统根据集成电路或集成系统的需要调用这些单元完成设计。单元库设计技术分为两种主要的设计方法:标准单元设计技术和宏单元、积木块设计技术。,是指采用经过精心设计的逻辑单元版图,按芯片的功能要求排列而成集成电路的设计技术。这些单元的版图具有以下三个特征:•各单元具有相同的高度,可以有不同的宽度。佛醚趋饶为渠哀誊线登茸煽谐受属威醛垛绢近动泊渠寥尤借奴岗府糖糊挑第五章单元库设计new第五章单元库设计new9•单元的电源线和地线通常安排在单元的上下端,从单元的左右两侧同时出线,电源、地线在两侧的位置要相同,线的宽度要一致,以便单元间电源、地线的对接。•单元的输入/输出端安排在单元的上下两边,要求至少有一个