第一章数字系统概述

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1、《数字逻辑》西安石油大学计算机学院通信工程系网络与接口教研室李润洲《数字逻辑Ⅰ》学时：64学分：3.5实验：12学时教材：《数字电路及Verilog设计》康磊等编　西安电子科技大学出版社《数字逻辑Ⅱ》学时：46学分：2.5实验：8学时教材：《数字电路及Verilog设计》康磊等编　西安电子科技大学出版社课程体系类型：专业基础课先导课：模拟电子技术后续课：计算机组成原理/计算机组成与结构微机原理及应用单片机原理嵌入式系统参考文献1.夏宇闻.Verilog数字系统设计教程].北京航空航天大学出版社，2003.72.罗杰.VerilogHDL与数字ASIC设计基础.华中科技大学出版社，200

2、8.3课程要求考勤：抽查点名。3次迟到或早退合1次旷课，若旷课次数超过总点名次数的1/3，取消考试资格。请假必须要有请假条，并且有辅导员的签字。实验：实验前预习（预习报告），无预习报告者不得进行实验；实验时遵守实验室规章制度；实验后提交实验报告。2次无故不做实验者，不允许参加考试。作业：按时提交，迟交作业者不予批改，作业成绩记入平时成绩。若发现抄袭，成绩以0分记。成绩评定方法：期末考试成绩占总成绩的70~80%，平时成绩占20~30%，其中实验成绩占总成绩的10%。第1章数字系统设计概述一、数字系统的基本概念数字信号数字电路数字系统二、数字系统的设计方法设计方法：自底向上，自顶向下设计

3、流程三、EDA技术基础大规模可编程逻辑器件、硬件描述语言EDA软件开发工具、实验开发系统1、模拟信号模拟信号的特点：在时间和数值上连续变化的信号。－－时间上连续，幅值上也连续例如：温度、正弦电压。t1.1数字系统的基本概念一、信号（模拟信号、数字信号）2、数字信号数字信号：在时间和数值上都不连续、是离散变化的。例如：对工厂生产的产品进行计数。t10数字电路中的数字信号：数字量:只用1和0两种数码组成。表示：高电平、低电平有脉冲、无脉冲01011101处理模拟信号的电路——模拟电路处理数字信号的电路——数字电路精确度较高；有较强的稳定性、可靠性和抗干扰能力；具有算术运算能力和逻辑运算能

4、力，可进行逻辑推理和逻辑判断；——逻辑运算是其最基本的运算形式，也称数字逻辑电路电路结构简单，便于制造和集成；使用方便灵活。1、数字电路的优点（二进制）1.1数字系统的基本概念二、数字电路处理模拟信号的电路——模拟电路处理数字信号的电路——数字电路2、数字电路基本元件及分类集成电路IC分类逻辑门电路实现基本逻辑运算的电子电路如与门、或门、非门等触发器能够存储并记忆1位二进制信息的逻辑部件小规模集成电路SSI（SmallScaleIntegratedCircuit）中规模集成电路MSI（MiddleScaleIntegratedcircuit）大规模集成电路LSI（LargeScale

5、Integratedcircuit）超大规模集成电路VLSI（VeryLargeScaleIntegratedcircuit）甚大规模集成电路ULSI（UltraLargeScaleIntegratedcircuit）巨大规模集成电路GSI（Giga Scale Integration）集成度：每块芯片或芯片每单位面积中包含的晶体管的数量集成电路IC分类TTL电路：采用双极型晶体管为主要电子器件，问世较早，在长期的使用过程中逐渐演化为一种电路标准。CMOS电路：采用NMOS和PMOS两种互补的金属-氧化物半导体场效应晶体管作为主要电子器件，具有显著的低功耗，高密度等特性。这些特性对大规

6、模集成电路的设计与制造非常重要，CMOS电路开始逐渐取代TTL电路的主导地位，发展成为目前主流的电路形式。制造工艺所采用的电子器件3、数字电路的研究方法1.工作信号——数字信号2.主要研究对象——电路输入/输出之间的逻辑关系3.主要分析工具——逻辑代数4.主要描述工具——逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑图、时序波形图、状态转换图等。1.1数字系统的基本概念三、数字系统数字系统：能够存储、传输、处理以二进制形式表示的离散数据的逻辑模块/子系统的集合。组成框图：与功能模块电路的区别：组成结构中包含了控制电路典型例子：数字计算机①所需要的芯片个数多、占用电路板体积大、功耗大、可靠性差、难于

7、实现复杂的逻辑功能；②逻辑功能固定，一旦完成设计，很难再进行更改主要用于20世纪80年代之前1、标准芯片1.2数字系统的设计方法一、三类芯片通用、具有固定逻辑功能的器件，如门电路、译码器、计数器等设计方法：先选择芯片，依据芯片功能特点进行设计缺点：优点：符合工程人员设计习惯①作为通用芯片，可批量生产，成本低；但又可编程配置实现不同的电路，设计后能实现专用集成电路ASIC的功能。②大多数的PLD器件允许多次编程，便于系统修改、升级、维护。③集成