Tài liệu Thiết kế vi mạch VLSI ASIC (P2) pdf

ChươngChương
22
::
CôngCông
nghệnghệ
CMOSCMOS
ChươngChương
22
::
CôngCông
nghệnghệ
CMOSCMOS
CấuCấu
trúctrúc
củacủa
pp

mosmos
vàvà
nn

mosmos
CấuCấu
trúctrúc
củacủa
pp
mosmos
vàvà
nn
mosmos
Thái nguyên 08/2008

Slide Slide 3131
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
11
ChuểnChuển
mạchmạch
TransistorTransistor
MOSMOS
22

11

ChuểnChuển
mạchmạch
TransistorTransistor
MOSMOS
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3232
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
CổngCổng

đảođảo
::
CổngCổng
đảođảo
::
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3333
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
NguyênNguyên
tắctắc
ghepghep
cổngcổng
CMOSCMOS
NguyênNguyên
tắctắc
ghepghep
cổngcổng
CMOSCMOS
 NguyênNguyên tắctắcmắcmắc songsong songsong chocho logiclogic OROR
NguyênNguyên

tắctắc
mắcmắc
nốinối
tiếptiếp
chocho
logiclogic
ANDAND

NguyênNguyên
tắctắc
mắcmắc
nốinối
tiếptiếp
chocho
logiclogic
ANDAND
NguyênNguyên tắctắcthiếtthiếtkếkế mạchmạch CMOSCMOS
ếế
((
ầầ
 Vi
ế
tVi
ế
t hàmhàm chocho FF
((
dùngdùng bìabìa cacnocacno nhómnhóm ph
ầ
nph
ầ

n
tửtử 11))
ViếtViết
hàhà
hh
F’F’
((
dùdù
bìbì
hóhó
hầhầ

ViếtViết
hà
m
hà
mc
h
oc
h
o
F’F’
((
dù
ng
dù
ng
bì
a
bì

acacnocacno n
hó
mn
hó
mp
hầ
np
hầ
n
tửtử 00,,hoặchoặclấylấy đảođảocủacủaF)F)
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3434
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
ThiếtThiết
kếkế
côngcông
ANDAND
haihai
đầuđầu
vàovào

ThiếtThiết
kếkế
côngcông
ANDAND
haihai
đầuđầu
vàovào
a
a
b
F = a.b
ff0011
00
00
00
F = a.b {dùng mạch nối tiếp}
00
00
00
110011
F’ = a’ + b’ {dùng mạch song song}
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3535
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
ThiếtThiết
kếkế
cổngcổng
ANDAND
haihai
đầuđầu
vàovào
ThiếtThiết
kếkế
cổngcổng
ANDAND
haihai
đầuđầu
vàovào
VDD
a
b
F = a.b
a
b
VSS
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3636
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22

LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
CổngCổng
NANDNAND
22
đầuđầu
vàovào
::
a
Fb
CổngCổng
NANDNAND
22
đầuđầu
vàovào
::
 XâyXây dựngdựng::BảngBảng chânchân lýlý……
SơSơ
đồđồ
mạchmạch
::
b
F
= a.

b

SơSơ
đồđồ
mạchmạch
::
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3737
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
CổngCổng
OROR
22
đầuđầu
vàovào
::
CổngCổng
OROR
22
đầuđầu
vàovào

::
a
F = a + b
b
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3838
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
CổngCổng
NORNOR
22
đầuđầu
vàovào
::
a
F = a + b
CổngCổng
NORNOR
22
đầuđầu
vàovào

::
 XâyXây dựngdựng::BảngBảng chânchân lýlý……
SơSơ
đồđồ
mạchmạch
::
b

SơSơ
đồđồ
mạchmạch
::
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 3939
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
BàiBài
tậptập
BàiBài
tậptập
 ThiếtThiếtkếkế mạchmạch thựcthựchiệnhiện hàmhàm logiclogic sausau sửsử

d
ụ
n
g
d
ụ
n
g
p
hần
p
hầntửtử cơcơ bảnbản CMOSCMOS
ụ gụ g
pp
FF==aa bb cc//// phầnphầntửtử andand 33 đầuđầuvàovào
FF
==
aa
++
bb
++
cc
////
phầnphần
tửtử
oror
33
đầuđầu
vàovào
FF

aa
bb
cc
////
phầnphần
tửtử
oror
33
đầuđầu
vàovào
FF==aa bb cc++a’a’ dd++ee
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4040
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
MạchMạch
chốtchốt
::
MạchMạch
chốtchốt
::

Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4141
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
LogicLogic
CMOSCMOS
22

22

LogicLogic
CMOSCMOS
FlipFlip

FlopFlop
::
FlipFlip
FlopFlop
::
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4242
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
CôngCông
truyềntruyền
CMOSCMOS
22

22

CôngCông
truyềntruyền
CMOSCMOS
CôngCông
truyềntruyền
::
CôngCông
truyềntruyền
::
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4343
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
CôngCông
truyềntruyền
CMOSCMOS
22

22

CôngCông
truyềntruyền
CMOSCMOS
BộBộ
ghépghép
kênhkênh
CMOSCMOS

22
đầuđầu
vàovào
::
BộBộ
ghépghép
kênhkênh
CMOSCMOS
22
đầuđầu
vàovào
::
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4444
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
22
22
CôngCông
truyềntruyền
CMOSCMOS
22

22

CôngCông
truyềntruyền
CMOSCMOS
BộBộ
ghépghép
kênhkênh

CMOSCMOS
22
đầuđầu
vàovào
::
BộBộ
ghépghép
kênhkênh
CMOSCMOS
22
đầuđầu
vàovào
::
 MUXMUX làlà phầnphầntửtử cơcơ bảnbảntạotạorara cáccác khốikhối logiclogic
trongtrong
thiếtthiết
kếkế
chocho
ASICASIC
trongtrong
thiếtthiết
kếkế
chocho
ASICASIC
 MUXMUX còncòn đượcđược dùngdùng đểđể thiếtthiếtkếkế rara cáccác phầnphần
tửtử
logiclogic
cơcơ
bảnbản
vàvà

cáccác
mạchmạch
logiclogic

((
sẽsẽ
đượcđược
chichi
tửtử
logiclogic
cơcơ
bảnbản
vàvà
cáccác
mạchmạch
logiclogic

((
sẽsẽ
đượcđược
chichi
tiếttiết ởở chươngchương 44))
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4545
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
Chương 3: Các ASIC lậptrìnhđượcChương 3: Các ASIC lậptrìnhđược
Chương

3:

Các

ASIC

lập

trình

đượcChương

3:

Các

ASIC

lập

trình

được
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4646
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
LiênLiên
kếtkết
lậplập
trìnhtrình
đượcđược
LiênLiên

kếtkết
lậplập
trìnhtrình
đượcđược
ASIC/FPGAASIC/FPGA
đượcđược
cấucấu
tạotạo
từtừ
cáccác
phầnphần
tửtử
ASIC/FPGAASIC/FPGA
đượcđược
cấucấu
tạotạo
từtừ
cáccác
phầnphần
tửtử
hoặchoặccáccác khốikhối logiclogic cơcơ bảnbản
CácCác
khốikhối
nàynày
đượcđược
liênliên
kếtkết
vớivới
nhaunhau
mộtmột

CácCác
khốikhối
nàynày
đượcđược
liênliên
kếtkết
vớivới
nhaunhau
mộtmột
cáchcách toàntoàn diện,diện, tứctứclàlà mợimợitiếptiếp điểmđiểm đềuđều
đượcđược
liênliên
kếtkết
vớivới
nhaunhau
đượcđược
liênliên
kếtkết
vớivới
nhaunhau
CácCác liênliên kếtkết nàynày sẽsẽ trởtrở nênnên dẫndẫnkhikhi khikhi
đđ
lậlậ
tì htì h
ii
làlà
tiftif
hảhả
ầầ
đ

ược
đ
ược
lậ
p
lậ
p
t
r
ì
n
h
,
t
r
ì
n
h
,gọ
i
gọ
i
làlà
an
tif
usean
tif
use
––
p

hả
np
hả
nc
ầ
uc
ầ
u
trìtrì
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4747
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
33
11
PhảnPhản
cầucầu
trìtrì
(antifuse)(antifuse)
33

11

PhảnPhản
cầucầu
trìtrì
(antifuse)(antifuse)
TráiTrái
ngượcngược
vớivới
cầucầu

trìtrì
phảnphản
cầucầu
trìtrì
cócó
TráiTrái
ngượcngược
vớivới
cầucầu
trì
,
trì
,
phảnphản
cầucầu
trìtrì
cócó
điệnđiệntrởtrở rấtrấtlớn,lớn, tươngtương đươngđương vớivớimộtmột
mạchmạch
hởhở
mạchmạch
hởhở

R>>>
I=>0
R>>>
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 4848
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
Thái nguyên 08/2008

Slide Slide 4949
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA
33
11
PhảnPhản
cầucầu
trìtrì
(antifuse)(antifuse)
33

11

PhảnPhản
cầucầu
trìtrì
(antifuse)(antifuse)
KhiKhi
cócó
11
dòngdòng
điệnđiện
lậplập
trìnhtrình
khoảngkhoảng
55
mAmA
KhiKhi
cócó
11
dòngdòng

điệnđiện
lậplập
trìnhtrình
khoảngkhoảng
55
mAmA
chạychạy qua,qua, phảnphảncầucầutrìtrì sẽsẽ trởtrở lênlên dẫndẫn điệnđiện
R
I=5mA
R
Thái nguyên 08/2008
Slide Slide 5050
Thiết kế vi mạch VLSI Thiết kế vi mạch VLSI ASIC ASIC FPGAFPGA