集成电路设计论文
论文题目：2位数值比较器
*名：***
学号：**********
学院：机械与电子工程学院专业：电子科学与技术
班级：10206301
指导教师：***
一、课程实验设计目的
本次课程设计把重点放在电路的设计、制作和仿真上，熟悉在UNIX系统下Candencce软件的使用，掌握电路原理图的输入和编辑及电路的仿真。
在数字系统中，特别是在计算机中都需具有运算功能，一种简单的运算就是比较两个数A和B的大小。
用以对两数A、B的大小或是否相等进行比较的逻辑电路称为数值比较器。
比较结果有A>B、A<B以及A=B三种情况。
二、实验原理
1.数值比较器分类
1位数值比较器：比较输入的两个1位二进制数A、B的大小
多为数值比较器：比较输入的两个多位二进制数A、B 的大小，比较时需从高位到低位逐位进行比较。
2. 1位数值比较器
设输入的两个二进制数位A、B，输出比较的结果为Y(A>B）、Y(A<B）、Y(A=B）三种情况。
输出时为1，否则为0。
逻辑符号示意框图：
Y(A>B）
Y(A=B）
Y(A<B）
2.1 真值表如下：
输入输出
A B Y(A>B）Y(A=B）Y(A<B）
0 0 0 1 0
0 1 0 0 1
1 0 1 0 0
1 1 0 1 0
2.2根据真值表可写出逻辑函数表达式为
2.3 逻辑图如下所示：
3. 2位数值比较器
3.1 定义：比较两个2 位二进制数的大小的电路
3.2 基础：2位数值比较器是在一位数值比较器上，加上3个与门和2个或门构成的。
3.3 输入：两个2位二进制数A=A1 A0 、B=B1 B0
3.4 原理：
当高位（A1、B1）不相等时，无需比较低位（A0、B0），高位比较的结果就是两个数的比较结果。
当高位相等时，两数的比较结果由低位比较的结果决定。
3.5 真值表
3.6 根据真值表可写出逻辑函数表达式为
FA>B = (A1>B1) + ( A1=B1)(A0>B0)
FA<B = (A1<B1) + ( A1=B1)(A0<B0)
0 0 1
0 1 0
1 0 0
A0 > B0 A0 < B0 A0 = B0
A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 0 1 0 × A1 < B1 0
1
×
A1 > B1 FA=B FA<B FA>B A0 B0 A1 B1 输 出
输 入
FA=B=(A1=B1)(A0=B0) 3.7两位数值比较器逻辑图
三、实验步骤
1. 画原理图及创建符号
1.1 调用cadence软件
进入UNIX系统后，输入icfb 命令调用cadence软件。
此时会弹出CIW 窗口（命令解释窗口），如下图所示：
1.2 创建模型库与单元视图
进入cadence后，点击CIW 窗口的file—》new—》library，将库文件的路径设置在cadence目录下，Name栏输入库文件名为wen。
点击file—》new—》cellview，生成单元视图Libray Name选取为wen，Cell Name分别命名为text1、text2、text3、text4、text5、text6、text7，对应的原理图为非门电路、与门电路、或门电路、或非门电路、1位数值比较器电路、2位数值比较器、总电路。
设置view name为shcemetic，设置tool 为composer schematic。
1.3 画原理图
1.3.1 非门电路图
1.3.2 与门电路图
1.3.3或门电路图
1.3.4 或非门电路图
1.3.5 1位数值比较器电路图
1.3.6 2位数值比较器电路图
1.3.7 总封装电路图
1.3.8 画原理图的几个常用的快捷键：
①i ——Add Instance
②w ——Add Wire
③p ——Add Pin
④q ——Edit Properties
⑤ f ——Fit Window
⑥ c ——Copy
⑦u ——Undo（在CIW 窗口点击option—>User Preferences —>Undo Limit 可修改撤消次
数。
）
⑧m ——Stretch 的快捷键
⑨del ——Delete 的快捷键
1.4 创建符号（封装）
在需要建立Symbol 的原理图中，点击Design—》Create Cellview —》From Cellview弹出Cell From Cellview窗口，如下图所示：
图中Library Name和Cell Name会自动填写为我们所要创建符号的原理图名。
点击OK，弹出Symbol Generation Option 窗口，如下图所示：
电路中各个管脚会分别出现在对话框Pin Specifications 所规定的Left Pins、RightPins、Top Pins 和Bottom Pins 中。
设置完成后单击OK，系统会生成并显示一个长方形的Symbol 符号，通过修改，我们可以
创建非门、与门、或门、或非门、1位数值比较器、2位数值比较器的符号。
1.5 前仿
1.5.1 设置分析环境
在原理图编辑窗口下，仿真之前必须先对分析环境进行设置。
点击Tools——AnalogEnvironment，首先我们要设置模型库文件的路径，点击Setup—>Model librarie将库路径设为/mnt/hgfs/D/lib/csmoc/csmcof/models/s05mixddst02v23.scs,将Section 设为tt,如下图所示：
1.5.2 外加激励
在4个输入端外加4个5v的激励，并都接地
1.5.3 选择分析类型
点击Analyses—>Choose，可以选择分析类型，这里我们选择Tran（暂态）分析，参数设置如下图所示，我们同样也可以选择dc（直流）、ac（交流）、noise（噪声）等作为我们的分析对象。
1.5.4 选择输出信号保存
点击Outputs—》Save All，可选择输出，输出信号选择allpub，器件电流选择all。
这样我们可以有选择性的得到我们需要最后看到的信号。
1.5.5 产生列表
点击Simulation—》Netlist and Run 可进行仿真，点击后会
弹出Welcome to Spectre窗口，点击OK就开始仿真了,如果提示有错误，就需要修改原理图。
通常这样我们无法看到网络表，此时我们可以点击Netlist—>create产生网络表，我们在这里可以看到各个元器件及参数。
注意：每次修改原理图都必须检查并保存、产生Netlist，然后再运行。
1.5.6 查看结果
点击Results—》Direct Plot—》Transient Signal 可查看想看的信号，如点击输入端和输出端，再按下Esc，我们就可看到输入与输出的信号了。
如下图所示：
四、实验小结
在实验室呆了1天半左右的时间，由于平时Candence实验没怎么认真做，所以开始那一天，做的很辛苦，很多东西都不懂，上午基本就学会了建工程和文件，然后画原理图，画的原理图也经常编译时出错，原理图画了又画，当时就觉得很烦；下午，开始仿真，由于对仿真也不熟悉，就不断的问同学、老师，但效果还是不怎么好，自己理解到才能真正做好；晚上继续做，发现了下午没仿真出来的原因，原来是或门电路图画错，于是重新修改，时间关系，没做完；第二天上午继续前一天的图，终于成功仿真出波形。
通过这次实验，让我认识到坚持的重要性，第一天看着别人都做出了几个仿真图，而我的还没出结果时，心里很急，一天都没出结果，真有想放弃的冲动，幸好坚持下来了，第二天轻松出结果。
这次实验让我学习并掌握国际流行的EDA 仿真软件Cadence的使用方法，完成了2位数值比较器集成电路的设计，并进行了前仿，得出了正确的仿真波形。