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通用型阵列逻辑器件的版图设计

作　者: 熊宣淋
导　师: 李平；崔自中
学　校: 电子科技大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: EEPROM BIT Cell 阵列 逻辑器件 版图
分类号: TN791
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 38次
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内容摘要


可编程逻辑器件在数字电路设计中一直扮演着重要的角色。与专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuits)芯片不同,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)在设计完成时并没有确定的逻辑功能,而是可以在流片之后,由用户根据自己的实际需求对其进行编程,赋予可编程器件具体的逻辑功能。可编程逻辑器件从70年代发展至今,已经历过PROM、EPROM、PLA、PAL、GAL等多个品种。PLD器件的研究设计为以后复杂可编程逻辑器件打下坚实的基础。本文的研究课题是从一个简单的PLD结构入手,详细分析PLD器件的组成,它由“与”阵列和“或”阵列构成。与阵列产生有关与项,或阵列将所有与项构成“与或”的形式。由于任何组合逻辑函数均可化成与或的形式,而任何时序电路均可由组合逻辑电路加上存储元件(触发器)构成,所以PLD的“与或”结构对实现数字电路具有普遍意义。本文研究的主要内容是以EEPROM BIT Cell为中心,构建完整的GAL器件。在全面理解了浮栅单元的工作原理基础上,围绕GAL的构成原理,搭建了完整的GAL电路原理图;完成了GAL器件的全面仿真;顺利的完成了GAL器件的版图布局布线。在整个GAL器件的设计过程中,不断优化、改进电路设计,为了得到更多的关于EEPROM BIT Cell的数据,专门设计了一个用于测试各类EEPROM单元的测试芯片。该芯片在公司的支持下,在0.35um EECOMS工艺上成功的进行试投片,从测试的结果来看,已经取得了很好的结果。目前该芯片还存在一些遗憾,但通过我们不断的努力,完全解决该缺陷。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 可编程逻辑器件概述  9-16
  1.1 可编程逻辑器件的特点  10-11
  1.2 可编程逻辑器件基本构造  11-12
    1.2.1 PLD 的基本结构  11
    1.2.2 PLD 器件的分类  11-12
    1.2.3 PLD 的编程单元  12
  1.3 不挥发存储器简介  12-14
  1.4 通用型阵列逻辑器件的应用  14-15
  1.5 研究通用阵列逻辑器件的意义  15
  1.6 总结  15-16
第二章 浮栅单元工作原理概述  16-30
  2.1 概述  16-18
  2.2 基本编程机制  18-22
    2.2.1 Fowler-Nordheim 隧道效应  18-20
    2.2.2 热电子注入  20-22
  2.3 基本擦除机制  22-24
    2.3.1 紫外线照射  22
    2.3.2 FN 隧道效应  22-24
  2.4 热载流子注入模型  24-25
    2.4.1 幸运电子模型和高阈值电压VT  24-25
  2.5 NVM 可靠性问题  25-29
    2.5.1 耐久力特性  26-27
    2.5.2 数据保持能力特性  27-28
    2.5.3 存储器干扰  28-29
  2.6 结论  29-30
第三章 通用阵列逻辑器件电路设计  30-60
  3.1 概述  30-31
  3.2 GAL 器件介绍  31-37
    3.2.1 概述  31-32
    3.2.2 通用型  32
    3.2.3 扩展型  32-33
    3.2.4 异步型  33-34
    3.2.5 异或型  34-35
    3.2.6 大电流输出型  35
    3.2.7 低功耗型  35-36
    3.2.8 FPLA 型  36-37
  3.3 总体结构  37
  3.4 电路设计技术  37-54
    3.4.1 输出逻辑宏单元（OLMC）  37-43
    3.4.2 阵列及编程控制逻辑设计  43-45
    3.4.3 读取时间的优化  45-50
    3.4.4 高压产生电路  50-53
    3.4.5 其它功能  53-54
  3.5 部分电路仿真结果  54-59
  3.6 结论  59-60
第四章 通用阵列逻辑器件版图设计  60-77
  4.1 版图设计流程  60-61
  4.2 版图设计的工艺约束  61-64
    4.2.1 闩锁（Latch UP）  61-63
    4.2.2 天线效应  63-64
  4.3 阵列版图实现  64-67
  4.4 阵列外围模块的修改和版图布局  67-70
  4.5 其它模块的版图设计  70-72
  4.6 测试模块  72-75
  4.7 结论  75-77
第五章 通用阵列逻辑器件测试  77-80
  5.1 器件编程测试  77-78
  5.2 回读测试  78
  5.3 擦除测试  78
  5.4 逻辑功能及时序功能的测试  78-79
  5.5 失效分析和失效试验  79-80
第六章 总结与展望  80-82
  6.1 工作总结  80-81
  6.2 工作展望  81-82
致谢  82-83
参考文献  83-86
攻读硕士学位期间取得的研究成果  86-87
个人简历  87-88

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 数字电路 > 逻辑电路
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