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[架构设计]数字部件


电路基础
  • P型半导体:主要靠空穴导电
  • N型半导体:主要靠自由电子导电
  • PN结:p端负电荷,n端正电荷。
    [img]http://img.blog.csdn.net/20160302215036403
  • 二极管:单向导通性
  • 晶体三极管(NPN、PNP),三个电极分别为基极,集电极,发射级——具有电流分配和放大作用
  • 场效应管(field-effect transistor,FET):用电场来控制固体材料导电能力的有源器件。
    • 一种极性的载流子,单极型晶体管,半导体三极管是双极型晶体管。
  • MOS管(metal,oxide,semiconductor):

logic gate
  • single input:NOT,buffer

  • two:and,or,xor,nand,nor,xnor
    [img]http://img.blog.csdn.net/20160315141935587
    [img]http://img.blog.csdn.net/20160315142048901

  • Vdd高GND低
  • 常用与非和或非

pmos & nmos
  • 画法[img]http://img.blog.csdn.net/20160317075654234
  • 圆圈代表非,pmos正点导通,p端低电平吸正电
  • pmos pass 1,nmos pass 0
  • cmos(c代表互补)[img]http://img.blog.csdn.net/20160317080123891

cmos电路画法
not gate
[img]http://img.blog.csdn.net/20160317080328166
nand gate
[img]http://img.blog.csdn.net/20160317080541065

根据需要将pmos nmos串并联起来,pmos并联则只要有1就通过,nmos串联则必须都是0才通过。
因此画的时候第一步识别特殊值,比如NOR3,只有全0才是1

组合逻辑
  • 实现加法,按位来进行运算。输入为两个数同一位的01值,以及上一位的进位,产生的值为计算结果和给下一位的进位,针对每一种情况列出真值表即可得到组合逻辑。[img]http://img.blog.csdn.net/20160320145653145
  • 定义
    • implicant蕴含式:product of literals
    • minterm最小项/乘积项:product that include all variables
    • maxterm最大项/和项:sum that include all variables
  • SOP(sum of products)[img]http://img.blog.csdn.net/20160320151102736
  • POS(product of sums)[img]http://img.blog.csdn.net/20160320151302300
  • 化简组合逻辑DeMorgan’s Theorem[img]http://img.blog.csdn.net/20160320152142530
  • bubble pushing
  • example
    • priority circuit:[img]http://img.blog.csdn.net/20160320152539192
    • multiplexer[img]http://img.blog.csdn.net/20160320153445064[img]http://img.blog.csdn.net/20160320153544942[img]http://img.blog.csdn.net/20160320153630613
    • decoder[img]http://img.blog.csdn.net/20160320154902035

state elements
  • bistable circuit:双稳态电路
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160326155618404
    • store 1 bit of state in the state var(Q or !Q)
    • no input to control the state
  • SR Latch:SR(set/reset)锁存器
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160326160052909
    • 因为SR对称,所以上0下1也一样
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160326161123892
    • 因此SR可以控制Q的值,并能保存状态
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160326161527740
  • D Latch:D锁存器
    • CLK控制是否将D的影响传过去,D控制可以传输的信号
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160326161924304
  • D Flip-flop:D触发器
    • CLK控制什么时候状态可以传递,D控制可以传递过去的信号。只有当CLK从0到1的时候,信号可以传递。
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160329142713817
    • [img]http://img.blog.csdn.net/20160329143029240
  • D-latch & D-flip-flop状态改变
    • D-latch仅当CLK为1时,状态可能改变
    • D-flip-flop仅当CLK由0到1时,状态可能改变

FSM
[img]http://img.blog.csdn.net/20160329154320192
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2018-1-17 17:15:33
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