《集成电路设计(第2版)》习题答案10-12章.pdf

第 10章 1.画出CMOS标准反相器的电路图和版图。 各种形式的反相器版图： （a）垂直走向MOS 管结构， （b）水平走向MOS 管结构， （c）金属线从管子中间穿过的水平走向MOS 管结构， （d）金属线从管子上下穿过的水平走向MOS 管结构 （e）有多晶硅线穿过的垂直走向MOS 管结构 2.画出二输入CMOS与非门和或非门的电路图和版图。 图（a）与非门 图（b）或非门 与非门的版图：（a）按电路图转换，（b）MOS 管水平走向设计 或非门版图：（a）输入向右引线，（b）输入向上引线 3．负载为大尺寸器件时，如何考虑前级电路的驱动能力？ 负载器件的尺寸越大，意味着本身的输入电容越大，对负载器件驱动所需要的驱动电流 就越大，否则，电路的响应速度将因为前级驱动对电容充放电的速度不够（因前级驱动电流 不够）而使速度性能劣化，这就要求前级具有一定的电流驱动能力。但是，接口单元的输入 驱动由内部电路提供，如果希望该接口单元提供大电流以驱动外部的大负载，则内部电路的 驱动也必须提高，这往往难以实现。为在不增加内部电路的负载的条件下获得大的输出驱动， 可以采用奇数级的反相器链结构，如图10.40 所示。在链中，器件的尺寸逐级增大，驱动能 力也被逐级加大，而内部电路只要比较小的驱动即可，也就是说，I/O 单元本身并不是一个 反相器，而是一串反相器。为满足延时特性的要求，各反相器之间尺寸应满足一定的比例要 求，这个比例可以通过计算获得。 图10.40 反相器链驱动结构 4．列出CMOS存储器的分类和各自的特点。 分类： 半导体存储器按数据存取方式的不同可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）. 基 于单个数据存储单元的工作原理，RAM 主要分为两大类：动态存储器(DRAM)和静态存储器 (SRAM)。而在ROM中根据数据存储(写入数据)方式的不同，可分为掩膜ROM 和可编ROM(PROM)。 可编程ROM 又可进一步分为熔丝型ROM、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)和闪存 （Flash），下图概括了存储器的分类。 特点： （1）RAM随机存储器又称为读写存储器，可以 “随时”进行读、写操作。RAM必须保持供 电，否则其保存的信息将消失。 DRAM: DRAM单元数据必须周期性地进行读出和重写(刷新)，即使存储阵列中没有存储 数据也要如此。由于DRAM 成本低、密度高，因此在PC、大型计算机和工作站中广泛用做主 存储器。 SRAM：SRAM只要不掉电，即使不刷新，数据也不会丢失。由于SARM存取速度高、功耗 低，因此主要作为微处理器、大型机、工作站以及许多便携设备的高速缓冲存储器。 （2）ROM只读存储器在正常运行中只能够对已存储的内容进行读取，而不允许对存储 的数据进行修改。ROM存储器数据不易丢失，即使在掉电和不刷新的情况下，所存数据也会 保存完好。 掩膜ROM的数据在芯片生产时用光电掩膜写入，其电路简单，集成度高，大批量生产 时价格便宜。在可编程ROM中，熔丝型ROM中的数据是通过外加电流把所选熔丝烧断而写入的， 一旦写入后数据就不能再进行擦除和修改。而EPROM、EEPROM 中的数据分别可以通过紫外光 照射擦除和电擦除，然后重新写入。闪存(flash)与EEPROM 很相似，它所保存的数据也可通 过外加高电压来擦除，其写入速度比EEPROM更快。 第11章 1. 简述VLSI 设计的一般流程和涉及的问题。 典型的设计流程被划分成三个综合阶段：高层综合、逻辑综合和物理综合。 高层综合也称行为级综合，它是将系统的行为、各个组成部分的功能及输入和输出， 用硬件描述语言HDL （如VHDL和Verilog）加以描述，然后进行行为级综合，同时通过高 层次硬件仿真进行验证。 逻辑综合将逻辑级行为描述转化成使用