Candence课程设计2位数值比较器Word格式.docx
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班级:
10206301
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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<
2.1真值表如下:
输入输出
ABY(A>
B)Y(A=B)Y(A<
00010
01001
10100
11010
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=A1A0、B=B1B0
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<
FA=B=(A1=B1)(A0=B0)
3.7两位数值比较器逻辑图
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LibrayName选取为wen,CellName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viewname为shcemetic,设置tool为composerschematic。
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
1.3.51位数值比较器电路图
1.3.62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——AddInstance
②w——AddWire
③p——AddPin
④q——EditProperties
⑤f——FitWindow
⑥c——Copy
⑦u——Undo(在CIW窗口点击option—>
UserPreferences—>
UndoLimit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—》CreateCellview—》FromCellview弹出CellFromCellview窗口,如下图所示:
图中LibraryName和CellName会自动填写为我们所要创建符号的原理图名。
点击OK,弹出SymbolGenerationOption窗口,如下图所示:
电路中各个管脚会分别出现在对话框PinSpecifications所规定的LeftPins、RightPins、TopPins和BottomPins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—>
Modellibrarie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—》SaveAll,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—》NetlistandRun可进行仿真,点击后会弹出WelcometoSpectre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—》DirectPlot—》TransientSignal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。