集成电路设计方法﹒设计报告32*32有符号数乘法器设计 院系：微电子学院
专业：微电子学与固体电子学
姓名：张宏广
学号：14210720121
指导老师：来金梅
完成日期：2015年1月4日
集成电路版图设计A Multiplier of 32x32 Bits Signed
32位x32位有符号乘法器设计
文档说明：本文档是复旦大学2014 年微电子学院硕士研究生课程集成电路设计方法的第二个project 报告，32*32有符号乘法器设计。本文档详细讨论了booth2编码原理，二进制树压缩原理和平方根进位选择加法器的原理。然后进行RTL 建模、代码风格分析、Modelsim 仿真、DC 综合、形式验证、Astro 版图综合、DRC、LVS 和版图后仿真。文档最后给出了乘法器的设计总结。 目录
第一章乘法器总体概述 (5)
1.1设计要求 (5)
1.2设计说明 (5)
1.2.1 乘法器SPEC (5)
1.2.2设计流程 (5)
1.2.3 设计方案 (6)
第二章乘法器设计原理 (6)
2.1 BOOTH2编码 (6)
2.1.1 booth2编码原理 (7)
2.1.2 部分积（PPi）符号位的扩展原理 (8)
2.2二进制树压缩 (11)
2.2.1 二进制树压缩原理 (11)
2.2.2 二进制树压缩的实现方法 (13)
2.3平方根进位选择加法器 (17)
2.3.1 超前进位加法器 (17)
2.3.2 平方根进位选择加法器的原理 (18)
2.3.3 平方根进位选择加法器的实现方法 (18)
2.4乘法器仿真策略及结果 (20)
2.4.1 仿真策略 (20)
2.4.2 仿真结果 (22)
第四章乘法器RTL代码的规范性检查(LEDA) (22)
第五章乘法器的逻辑综合(DESIGN COMPILER) (23)
5.1逻辑综合环境设置及约束 (24)
5.2逻辑综合报告 (24)
5.2.1 综合后的电路图 (24)
5.2.2 时序报告 (26)
5.2.3 面积报告 (27)
5.2.3 功耗报告 (27)
第六章逻辑综合后的形式验证(FORMALITY) (28)
6.1形式验证原理 (28)
6.2形式验证结果 (28)
第七章逻辑综合后的动态仿真(NETLIST+SDF) (29)
7.1动态仿真原理 (29)
7.2动态仿真结果 (29)
第八章乘法器的版图综合(ASTRO) (30)
8.1版图生成 (31)
8.1.1 设计输入输出文件分析 (31)
8.1.2 Floorplan分析 (31)
8.1.3 电源环分析 (31)
8.1.4版图布线分析（Route） (31)
8.2版图综合报告 (32)
8.2.1时序报告 (32)
8.2.3面积报告 (33)
第九章版图综合后的形式验证(FORMALITY) (33)
9.1DC网表与A STRO网表的形式验证 (33)
9.2RTL代码与A STRO网表的形式验证 (34)
第十章版图综合后的动态仿真(NETLIST+SDF) (35)
10.1后仿真原理 (35)
10.2后仿真结果 (36)
第十一章乘法器的PADRING、DRC和LVS (37)
10.1导入V IRTUOSO (37)
10.2网表导成电路结构 (37)
10.1版图导入 (38)
10.2版图进行DRC (39)
10.3版图进行LVS (41)
第十二章乘法器设计总结 (42)
致谢 (43)
参考文献 (44)
附录 (44)
第一章乘法器总体概述
1.1设计要求
完成32*32有符号乘法器的设计、验证工作：
设计方案要求如下：
编码方式：Booth2算法
拓扑结构：二进制树
加法器：Square Root Carry Select 加法器
请完成其HDL代码、逻辑综合、仿真验证等工作。
要求提交其相应的HDL代码、逻辑综合设计约束文件和综合结果、仿真验证策略和和仿真结果。
1.2设计说明
在做集成电路设计之前，必须对设计进行文档说明，下面给出了设计的SPEC、设计方案和设计流程。
1.2.1 乘法器SPEC
完成32*32有符号的运算，功能正确。
工艺：Charted 350nm
速度：50MHz
面积：小于0.03mm2
功耗：小于70mW
1.2.2设计流程
此次设计首先分析乘法器的原理，及booth2、二进制树、平方根进位选择加法器的原理；采用Verilog HDL进行RTL建模，并用ModelSim进行功能验证；再使用LEDA进行代码规范性检查。接着使用Design Complier（DC）进行逻辑综合，综合中尝试使用不同的约束条件以求达到设计目标。之后对综合后的网表进行综合后时序仿真和形式验证，验证功能正确后使用Astro进行布局布线，并进行形式验证。最后对布局布线后的版图提取寄生参数进行后仿，验证设计。
在最后对乘法器设计进行总结。
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