实践教学要求与任务:
完成SRAM单元电路设计，具体要求如下： （1）电路面积最优；
（2）1bit存储，位线、字线作为端口； （3）访问速度0.2ns； （4）三态总线输出；
（5）采用gpdk0.18 通用工艺模型库；
（6）完成全部流程：设计规范文档、原理图输入、功能仿真、基本单元版图、整体版图、物理验证等。
工作计划与进度安排:
第 1-2 天：讲解题目，准备参考资料，检查、调试实验软硬件，进入设计环境，开始 设计方案和验证方案的准备；
第3 天：完成设计与验证方案，经指导老师验收后进入模块电路设计； 第4-5 天：完成电路设计，并完成功能仿真； 第 6 天：单元版图设计并物理验证 ； 第7-8 天：布局布线，完成版图； 第9 天：物理验证、后仿真，修改设计； 第10 天：整理设计资料，验收合格后进行答辩。
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摘 要
SRAM是英文Static RAM的缩写，即静态随机存储器。它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。本设计是1bit SRAM单元电路全定制设计，具体要求为：（1）电路面积最优，（2）1bit存储，位线、字线作为端口，（3）访问速度0.2ns，（4）三态总线输出，（5）采用gpdk0.18 通用工艺模型库，（6）完成全部流程：设计规范文档、原理图输入、功能仿真、基本单元版图、整体版图、物理验证等。综上，本设计内容及设计较为简单，结构和功能原理易懂，易于仿真设计的实现。所有设计是在cadence公司全定制平台IC5141工具下完的，IC5141工具主要包括集成平台design frame work II、原理图编辑工具virtuoso schematic editor、仿真工具spectre、版图编辑工具virtuoso layout editor、以及物理验证工具diva。功能上可以模拟1 bitSRAM的具体工作原理。
关键字：SRAM；全定制；design frame work II；
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目 录
1 电路设计 ................................................................................................................................ 1 1.1电路分析 .......................................................................................................................... 1 1.2 SRAM单元电路实现 ...................................................................................................... 1 1.3 模拟设计原理图输入 ..................................................................................................... 3 1.3.1环境配置 ................................................................................................................... 3 1.3.2建立设计库 ............................................................................................................... 4 1.3.3 电路原理图输入 ...................................................................................................... 5 1.3.4创建symbol .............................................................................................................. 6 1.3.5 创建仿真电路图 ...................................................................................................... 6 1.4 SRAM单元电路性能指标分析 ...................................................................................... 7 2电路仿真与分析 ..................................................................................................................... 9 3 电路版图设计 ...................................................................................................................... 11 3.1 建立pCell库版图 ........................................................................................................ 11 3.2 pCell库器件参数化 ................................................................................................... 13 3.3 器件板图绘制 ............................................................................................................. 16 4 物理验证 .............................................................................................................................. 19 4.1 设计规则检查DRC ...................................................................................................... 19 4.2 LVS检查 ........................................................................................................................ 20 结 论 ........................................................................................................................................ 23 参考文献 .................................................................................................................................. 24
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1 电路设计
1.1电路分析
根据SRAM单元电路的工作原理，1bit的SRAM单元电路的核心电路为一个D触发器，D触发器是由两个PMOS管，四个NMOS管构成；其中字线WL作为控制端，位线bit作为输入端口。由于题目要求三态输出，故需要在D触发器输出上接一个CMOS三态反相器，该CMOS三态反相器有两个PMOS管和两个NMOS管串联而成；该CMOS三态反相器的使能端由一个接在CMOS反相器上的的输入EN及其输出~EN分别接在三态反相器的相应位置，该CMOS三态反相器的输出作为总的输出[1]。
1.2 SRAM单元电路实现
三态输出的SRAM单元电路可分为三部分：D触发器，CMOS三态反相器，CMOS反相器。
（1） D触发器
D触发器是由两对儿互补的CMOS并联而成，两侧各接一个NMOS管以字线WL 连接这两个NMOS的栅极 ，其中一个NMOS 与位线相连作为输入，另一个NMOS管的一侧作为D触发器的输出与下面的CMOS三态反相器的输入端相连，具体电路如图1.1所示。
（2） CMOS三态反相器
该CMOS三态反相器有两个PMOS管和两个NMOS管串联而成；该CMOS三态反相器的使能端由一个接在CMOS反相器上的的输入EN及其输出~EN分别接在三态反相器的相应位置，该CMOS三态反相器的输出作为总的输出。具体电路如图1.2所示。
（3） CMOS反相器
CMOS反相器由一个NMOS和一个PMOS串联而成，使能端EN与两个管的栅极相连，反相器的输出与三态反相器的相应位置相连，具体电路如图1.3所示。
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