段成华老师《数字集成系统设计》笔记整理v101

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1、DigitalIntegrateCircuitDesignClassNoteVersion1.0.1Announcement首先感谢学长（or学姐）的付出，只有亲身去做的时候才感到整理此笔记的工作量真心很大。同时，也感谢段老师在授课过程中的风趣、责任心。在1.0.0版本上对笔记进行了更正与补充。由于个人水平的问题，笔记中难免有错误疏漏，望大家见谅。希望有人继续对这份笔记进行补充、修正。由于课程变化的原因，在我这届，段老师并没有讲第六章。保留了上版本中的第六章供大家参考学习。学习资料供大家自由分享。转载的过程中，本着“爱人如

2、己”的原则，请不要在百度文库之类的地方索要积分。最后，将自己整理笔记的劳动献给勇敢的主内姐妹小郭子，虽然她肯定会对笔记所讲的东西发昏。Referance书【1】：JamesR.Armstrong,F.GailGray.VHDL设计表示和综合（原书第2版）.李宗伯，王蓉晖，王蕾等译.机械工业出版社.2002.书【2】：阎石.数字电路技术基础（第5版）.高等教育出版社.2004.Teacher段成华：cduan@gucas.ac.cnContentCH1DesignAbstractionandRepresentationCH2

3、DigitalLogicDeviceandArrayCH3BasicVHDLModelingCH4CombinationalSynchronousLogicCH5FSM(finitestatesmachine)DesignCH6AlgorithmicModelEDATools1.XilinxISEprojectNavigator2.Modelsim（软件可以找助教拷）Chapter1DesignAbstractionandRepresentation1.1TheProblemofIC.DesignandtheSolutio

4、ns1.1.1AHistoryPerspective(1)FirstIC.(1958)JackKilby(1923~2005)德州电器TTL逻辑→80年代，2000年NobelPrice.1.1.2IC.DesignComplexity(1)ITRS(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductor)(2)工艺参数：年份特征尺寸(nm)门极电压(v)数量备注19953503.310M20011301.2100M1亿2010450.61B10亿2016224.2100B(3)Com

5、plexityFeatureSize(特征尺寸)：Gate-equivalentCorrespondstoa2inputNANDgate做一个与非门的面积λ法则λroughlyhalfthelengthofthesmalltransistor.Reliably(可信性)variability(变化性)(4)Solution解决复杂性的方案A.DesignAbstraction设计抽象B.FormalRepresentation正式表达1.2DesignRepresentationandHardwareDescription

6、Language1.2.1Y-chart1983DanielD.Gajski(1)Abstractlevel1Systemlevel系统级2Chiplevel芯片级3Register-Transferlevel寄存器级4Logicgatelevel逻辑门级5Circuitlevel电路级图1Y图表示结构表示功能表示几何表示处理器内存交换寄存器转化电路系统算法布尔表达板图规划若干单元遮罩(mask)几何DesignRepresentation:referstoawaytodescribeachipinthedomainsof

7、Behavioral,StructuralandGeometrical.(2)MainComponentsofY-chartrep.a)Behavioralrep.(BR,BD)Def.:Representingadesignasablackboxanddescribesitsoutputintermofitsinputandtime,lindicatingnogeometricalandstructuralinformation,ltakingtheformsoftextual,mathematicandalgorith

8、mic.Example:XOR:A=AB+ABnoanygeometricinformationtosomeextent,nostructureinformation.b)StructureRep.(SD,SR):Def.:Ablackboxisrepresentedasasetofcomponents