十线——四线优先编码器版图设计.doc.doc

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1、目录引言11设计原理分析11.1编码器介绍11.2十线－四线优先编码器的定义及功能21.3项目设计要求32原理图设计及仿真分析32.1电路设计思路32.2原理图设计42.3电路仿真分析53版图设计83.1单元库设计83.2版图设计方法93.3版图设计规则103.4总体布局114DRC125LVS146总结与心得15谢辞16参考文献17引言随着科学技术的发展和高新技术的广泛应用，电子技术在国民经济的各个领域所起的作用越来越大，并深深地渗透到人们的生活、工作、学习的各个方面。新的世纪已经跨入以电子技术为基础的信息化社会，层出不穷的电子新业务、电子新设施几乎无处不在、举目可见。

2、作为一名微电子学专业的大学生，尽快地学习和掌握电子技术基础知识和技能是一项基本的任务。为了更好地将理论和实际相结合，也为了增强动手能力，同时加深对理论知识的理解，笔者进行了十线－四线优先编码器的设计。1设计原理分析1.1编码器介绍用数字或文字对一组事件进行编号排队的过程称为编码。如邮政编码、宿舍房间编码、计算机键盘上键的编码等等。编码器是以数字化信息将角度、长度、速度等物理量的信息以数字量0、1编码的方式输出的传感器，由于其具有高精度,大量程测量,反应快,数字化输出特点;体积小,重量轻,机构紧凑,安装方便,维护简单,工作可靠等优良特点，故成为当今工业控制系统备受青睐及不可

3、或缺的一部分。编码器是由若干个与非门组合而成的，输入端是各事件代号，如n个事件用Y0～Yn-1表示，输出端是相应的二进制各位值N0～Nk-1，2k-1=Yn-1。编码器分二进制编码器和十进制编码器，各种译码器的工作原理类似，设计方法也相同。集成二进制编码器和集成十进制编码器均采用优先编码方案。下面介绍一些编码器的相关概念：二进制编码器：实现以二进制数进行编码的电子电路称二进制编码器。n位二进制数可对2n个事件进行编码，如8位计算机中地址寄存器是8位，可对28＝256个指令进行编码。二—十进制编码器：用4位二进制对十进制的10个数字0～9进行编码的电路称二－十进制编码器，常

4、用的是8421加权码，简称BCD码。输入是10个有效数字0～9，输出是10个4位二进制代码0000～1001。本次设计所做的10线-4线编码器就是其中一种。优先编码器：在使用二进制编码器和二－十进制编码器中，当两个以上信号同时输入编码器时将产生错误码输出，而优先编码器则对输入信号依照规定的先后顺序进行编码。这种先后顺序称为优先权。当多个信号同时输入时，优先权高者先行编码输出。优先编码器电路结构复杂，通常做成中规模集成电路。1.1十线－四线优先编码器的定义及功能十线－四线优先编码器，其功能是，把输入端代表“0”~“9”这10个数字编码成BCD码,并且具有优先编码功能，即只对

5、其中优先级别最高的信号进行编码。优先级别高的编码器信号排斥级别低的。它需要编码的10个输入信号：I0～I9输出4位二进制代码：Y3、Y2、Y1、Y0。其输出逻辑函数为：图1-1十线－四线优先编码器的逻辑函数真值表为：图1-2十线－四线优先编码器的真值表1.1项目设计要求主要技术要求：使用工艺：2.0um硅栅工艺(tanner)供电电源：5V输入要求：BCD输出，CMOS电平2原理图设计及仿真分析2.1电路设计思路本次设计的编码器编码输入有效电平为低电平，编码输出为BCD反码。由于它们有优先编码功能，只要输入端有“0”输入（如果有多个输入端为“0”则以编号最大的输入端为准）

6、，输出端就输出与之对应的BCD码的反码。例如：“3”，“4”同时输入“0”，则按“4”进行编码，内部编码成BCD码0100，输出则为BCD的反码：1011。设计编码器功能表如下：图2-1十-四优先编码器功能表1.1原理图设计打开TannerEDA的S_Edit软件，新建一个原理图文件并保存，加入cmos原理图库文件，从其中加入所需要的“非”门，“与非”门，“或非”门等。将元件放置好并连线。在软件左边的工具栏中选择输入和输出PIN脚，命名并放置、连线。然后切换至符号窗口建立10线-4线编码器的符号。最后保存文件。观看最后全加器的设计成果，可分别选择View---Schema

7、ticMode与View---SymbolMode命令切换到电路设计模式和符号模式两个窗口，或者选择View---ChangeMode命令可轮流在电路设计模式和符号模式这两个窗口之间进行切换。将设计好的S-Edit电路图输出成SPICE格式，可借助T-Spice来分析与模拟此设计电路的性质，之后可选择File---Export命令输出，或单击S-Edit右上方的按钮，将自动输出成SPICE文件并打开T-Spice与转出文件编码器符号如下：图2-2十-四优先编码器符号图原理图如下：图2-3十-四优先编码器原理图如图，将9条数据线