0.18μm抗辐射标准单元库的设计与实现

摘要

随着集成电路工艺尺寸的不断缩小和人们对芯片性能的不断追求，使得芯片的规模不断增大，设计复杂度也逐渐加大。通常情况下，产品更快地进入市场才能让公司获取最大效益，所以利用预先设计好的标准单元库，与EDA工具相互配合，可以进一步缩短产品的设计周期。而评价一款芯片的好坏，除了要关注设计周期和功能特性，还要注重该产品的质量，特别是在精密医疗设备、军工行业和航空航天等领域中，芯片的抗辐射性能显得尤为重要。
　　本论文首先对传统标准单元库的功能特性、设计方法和制造流程进行了研究与学习，充分了解到了普通单元库在特殊领域的局限性，然后对普通的时序单元进行了优化改进，增加了带有置位功能的三互锁存结构的D触发器，并采用了0.18μm的制造工艺对库中所有的独立单元进行了原理图的设计和版图的绘制，从而形成了一套具有抗单粒子辐射性能的标准单元库。最后为了保证该标准单元库能够被其他的EDA工具识别和应用，本论文又对以上抗辐射标准单元库进行了表征和提取，导出了相应的时序库和物理库信息。
　　为了验证标准单元库的功能特性和导出数据的兼容性，本论文采用Encounter和ICC标准的布局布线设计流程，结合普通标准单元库和抗辐射标准单元库分别设计并绘制了对应的自动增益控制芯片版图。然后，在性能、面积等方面对以上两种版图进行了分析和比较，从而确定了本论文设计的标准单元库能够被正确应用到芯片设计中。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外现状

1．2．1 标准单元库发展现状

1．2．2 辐射环境的研究

1．3 研究的主要内容

1．4 论文结构安排

第二章 标准单元库的基本理论

2．1 标准单元库的建库流程

2．2 电路图库的设计

2．2．1 技术文件的介绍

2．2．2 电路图设计尺寸的确定

2．2．3 电路图库的确定

2．3 版图库设计

2．3．1 版图的设计规则

2．3．2 版图的一般画法

2．3．3 版图的验证

2．4 小结

第三章 抗辐射单元的设计

3．1 辐射的类型

3．1．1 总剂量效应的基本原理

3．1．2 单粒子效应的基本原理

3．2 抗单粒子翻转的单元设计

3．2．1 DICE单元的电路图

3．2．2 VOTER电路图和版图

3．2．3 三互锁存单元结构的DFF电路图和版图

3．3 小结

第四章 单元库的表征和提取

4．1 时序库的表征

4．1．1 时序参数的介绍

4．1．2 一般单元表征的过程

4．1．3 部分特殊单元表征的过程

4．2 物理库的提取

4．2．1 LEF文件的介绍

4．2．2 抽象的步骤

4．3 小结

第五章 单元库验证

5．1 AGC的工作原理

5．2 综合流程

5．3 布局布线流程

5．4 门级仿真验证

5．5 小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 未解决的问置和以后工作展望

参考文献

致谢