数字电路中的几个基本概念
数字电路后端设计中的一些概念
天线效应：小尺寸的MO S 管的栅极与很长的金属连线接在一起，在刻蚀过程中 ，这根金属线有可能象一根天线一样收集带电粒子 ，升高电位，而且可以击穿 MO S 管的栅氧化层，造成器件的失效。
这种失效是不可恢复的。
不仅是金属连线 ，有时候多晶硅也可以充当天线。
Antenna Ratio(N 冷 G J 二铲包J A rea丫A rea(G K ) MO S 管的输入端开始算起，直至到达该回路最顶层金属线之下的所有金属互连线 （N i ，j ，i 为互连节点所属的金属层号，j 为金属层上的互连节点编号）的面积总和。
在这些金属互连线上将会累积电荷并导致输入端MO S 管栅氧化层出现可能被击穿的潜在危险。
而顶层金属线之下连至输出端晶体管栅极的金属线并不会被计算在内，这是因为在芯片的制造过程中其上多余的游离电荷可以通过低阻的输出端 MO S 管顺畅泻放。
同理，顶层金属线也不会对 A R 的值做出任何贡献，因其最后被刻蚀完成的同时，就标志着从输入 MO S 管到 输出MO S 管的通路正式形成，多余的电荷此时全部可以通过输出端得到泻放。
栅氧化层面积 A re a ga t e则是指各个输入端口所连接到的不同晶体管 （GK ）的栅氧化层的面积总和。
以图1所 A 口聞门缸R 日込严铲Z Totallnpu tPorL-X 怕日* 工［inpuu+A 上 匕厲口 12 # inpct (2 )EM （电迁移）：电迁移是指金属材料中存在大电流的情况下，金属离子在电流作用下出现宏观移动的现象，日常生活中的家用电线等金属导线由于没有良好 这里的导体面积 A r e a m e t a l 是指从图 1 M eta!3 l\ 实Pli A ri te nn a 的计门的散热能力，稍大的电流强度就会导致保险丝熔断而断路,移现象。
集成电路芯片中的金属连线则不同：它们有良好的散热环境，通常能够承受高达105A/cm2（约为普通家用电线承受极限的100倍）以上的电流强度和由此导致的大约100°C的高温。
数字电路基本概念
数字电路基本概念第一章由于模拟信息具有连续性，实用上难于存储、分析和传输，应用二值数值逻辑构成的数字电路或数字系统较易克服这些困难，其实质是利用数字1和0来表示这些信息。
1.二值数值逻辑：常用数字0和1来表示数字信号，这里的0和1不是十进制的数字，而是逻辑0和逻辑1。
2.二值数字逻辑的产生，是基于客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的两种状态表示；而且在电路上，可用电子器件的开关特性来实现，由此形成离散信号电压或数字电压。
(1)技术上容易实现。
用双稳态电路表示二进制数字0和1是很容易的事情。
(2)可靠性高。
二进制中只使用0和1两个数字，传输和处理时不易出错，因而可以保障计算机具有很高的可靠性。
(3)运算规则简单。
与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，这不仅可以使运算器的结构得到简化，而且有利于提高运算速度。
(4)与逻辑量相吻合。
二进制数0和1正好与逻辑量“真”和“假”相对应，因此用二进制数表示二值逻辑显得十分自然。
(5)二进制数与十进制数之间的转换相当容易。
人们使用计算机时可以仍然使用自己所习惯的十进制数，而计算机将其自动转换成二进制数存储和处理，输出处理结果时又将二进制数自动转换成十进制数，这给工作带来极大的方便。
3.逻辑状态：客观世界的许多事物可以用彼此相关又相互对立的状态。
4.脉冲波形：当某波形仅有两个离散值时。
数字波形是逻辑电平对时间的图形表示。
5..占空比表示脉冲宽度占整个周期的百分数。
6.上升时间：从脉冲幅值的10%到90%所经历的时间。
7.下降时间：从脉冲幅值的90%下降到10%所经历的时间。
8.脉冲宽度：脉冲幅值的50%的两个时间点跨越的时间。
9.数据率或比特率：每秒钟所传输数据的位数。
10.时序图：表示时间关系的多重数字波形图。
11.存储器：用来存储二值数据的数字电路。
12.正逻辑：1表示高电平，0表示低电平。
13.负逻辑：与正逻辑相反。
14.表达电路功能主要用：功能表、真值表、逻辑表达式、波形图。
数字电子技术基础知识点总结
时序逻辑电路分析的一般步骤 :
1. 观察电路的结构，确定电路是同步时序逻辑电路还是 异步时序逻辑电路，是米里型电路还是莫尔型电路。
2. 根据给定的时序电路图,写出下列各逻辑方程式：
(1) 写出各触发器的时钟方程。 (2) 写出时序逻辑电路的输出方程。 (3) 写出各触发器的驱动方程。 (4) 将各触发器的驱动方程代入其特性方程，求得各触发器的次态方 程.
Rb
1
20kΩ
+VCC（ +12V ） RC 1kΩ
3
VO
β=50
2
（a）
（b）
（c）
R b1
1
15kΩ
R b2 51kΩ
+VCC （+12V ） RC 1kΩ
V
3
O
β=50
2
5V
R b1
1
15kΩ R b2
51kΩ
+VCC （+15V ） RC 2kΩ
V
3
O
β=50
2
-3V （d）
-3V （e）
基本定律和恒等式
第四章 触发器
基本要求 1.熟练掌握各类触发器的逻辑功能（功能表、特性方 程、状态转换图、驱动表）。 2. 熟练掌握各种不同结构的触发器的触发特点，并能 够熟练画出工作波形。 3.熟悉触发器的主要参数。 4.熟悉各类触发器间的相互转换。 5.了解各类触发器的结构和工作原理。
1 写出图示各电路的状态方程。
5. 根据逻辑函数 表达式画出逻辑 电路图。
第三章 组合逻辑模块及其应用
基本要求 1.熟练掌握译码器、编码器、数据选择器、数值比 较器的逻辑功能及常用中规模集成电路的应用。 2.熟练掌握半加器、全加器的逻辑功能，设计方法。 3.正确理解以下基本概念：
数字电路第2章逻辑代数基础及基本逻辑门电路
（5）AB＋A B = A （6）（A＋B）（A＋B ）＝A 证明： （A＋B）（A＋B ）＝A＋A B＋AB＋0 A（ ＋B＋B） = 1 JHR A =
二、本章教学大纲基本要求 熟练掌握： 1.逻辑函数的基本定律和定理； 门、 2.“与”逻辑及“与”门、“或”逻辑及“或”
“非”逻辑及“非”门和“与”、“或”、“非” 的基本运算。 理解：逻辑、逻辑状态等基本概念。 三、重点与难点 重点：逻辑代数中的基本公式、常用公式、 基本定理和基本定律。
JHR
难点：
JHR
1.具有逻辑“与”关系的电路图
2.与逻辑状态表和真值表
JHR
我们作如下定义： 灯“亮”为逻辑“1”，灯“灭”为逻辑“0” 开关“通”为逻辑“1”，开关“断”为逻辑 “0” 则可得与逻辑的真值表。 JHR
3.与运算的函数表达式 L＝A·B 多变量时 或 读作 或 L＝AB L＝A·B·C·D… L＝ABCD… 1.逻辑表达式 2.逻辑符号
与非逻辑真值表
Z = A• B
3.逻辑真值表
逻辑规律：有0出1 全1 出0
JHR
A 0 0 1 1
B 0 1 0 1
Z 1 1 1 0
二、或非逻辑 1.逻辑表达式 2.逻辑符号
Z = A+ B
先或后非
3.逻辑真值表
JHR
三、与或非逻辑 1.逻辑表达式 2.逻辑符号
1.代入规则 在任一逻辑等式中，若将等式两边出现的同 一变量同时用另一函数式取代，则等式仍然成立。
JHR
代入规则扩大了逻辑代数公式的应用范围。例如摩 根定理 A＋B = A ⋅ B 若将此等式两边的B用B＋C 取代，则有
数字电路的基础知识
数字电路的基础知识数字电路是电子电路的一种，它使用离散的电压和电流信号来处理和存储数字信息。
数字电路由逻辑门、触发器和寄存器等基本逻辑单元组成。
逻辑门是数字电路的基础构建模块，常见的逻辑门包括与门、或门、非门和异或门等。
它们根据输入信号的真值表来决定输出信号的逻辑运算结果。
触发器是一种存储器件，用于存储和传输二进制数据。
最常见的触发器是D触发器，它具有一个数据输入端和一个时钟输入端，通过时钟上升沿或下降沿来传输数据。
触发器还可以用来实现计数器和状态机等功能。
寄存器是一种具有多个存储单元的存储器件，用于存储多位二进制数据。
寄存器通常由多个触发器级联构成，可以在时钟信号的控制下进行数据的并行或串行传输。
数字电路的设计和分析常常使用布尔代数和逻辑表达式。
布尔代数是一种数学系统，用于表示和操作逻辑关系。
逻辑表达式使用布尔运算符（如与、或、非）和变量（如A、B、C）来描述逻辑关系，进而用于设计和分析数字电路的功能和性能。
在数字电路中，信号一般使用二进制编码。
常用的二进制编码方式有二进制码、格雷码和BCD码等。
二进制码是最常见的编码方式，将每个数位上的值表示为0或1。
格雷码是一种特殊的二进制编码，相邻的编码只有一个比特位的差异，用于避免由于数字信号传输引起的误差。
BCD码是二进制编码的十进制形式，用于表示和处理十进制数字。
数字电路在计算机、通信、控制系统等领域有广泛的应用，例如计算机的中央处理器、内存和输入输出接口等都是基于数字电路的设计实现。
希望这些基础知识能够帮助你对数字电路有更好的理解。
数字电路与逻辑设计
数字电路与逻辑设计数字电路是现代电子技术的基础，它在计算机、通信、嵌入式系统等领域扮演着重要的角色。
数字电路可以将输入信号转换为相应的输出信号，通过逻辑门和触发器等元件的组合和连接实现不同的功能。
本文将介绍数字电路与逻辑设计的基本概念和原理。
一、数字电路的基本概念数字电路是由数字信号进行处理和传输的电路系统。
数字信号是以离散的数值表示的信息信号，可以取两个离散值，分别表示逻辑0和逻辑1。
数字电路由逻辑门、触发器、时钟等基本元器件组成。
逻辑门是实现不同逻辑运算的基本单元，包括与门、或门、非门等。
触发器用于存储和传递信号，在时钟信号的控制下进行状态变化。
二、数字电路的组成和工作原理数字电路由多个逻辑门和触发器等元件组成，通过它们的连接和相互作用实现特定的功能。
逻辑门根据输入信号的逻辑值进行逻辑运算，最终产生输出信号。
触发器用于存储和传递信号，其状态随时钟信号的变化而改变。
数字电路的工作原理是基于信号的逻辑运算和状态的变化，通过适当的电路连接和时序控制实现不同的功能。
三、数字电路的逻辑设计方法数字电路的逻辑设计是指根据特定的功能需求，选择适当的逻辑门和触发器进行电路设计和连接。
逻辑设计的基本步骤包括功能定义、真值表的编制、逻辑方程的推导、电路的化简和时序控制的设计等。
逻辑设计要求准确、简洁、可靠，通过合理的电路设计使系统达到预期的功能。
四、数字电路的应用领域数字电路广泛应用于计算机、通信、嵌入式系统等领域。
在计算机中，各种数字电路协同工作，实现数据的处理和存储。
在通信系统中，数字电路用于数据的传输和编解码。
在嵌入式系统中，数字电路被用于控制和驱动各个外设，实现系统的功能。
总结：数字电路与逻辑设计是现代电子技术领域的重要基础知识。
它不仅是计算机、通信和嵌入式系统等领域的核心，也是电子工程师必备的技能。
数字电路通过逻辑门和触发器等基本元器件的组合和连接，实现了信号的处理和传输。
合理的逻辑设计方法可以确保数字电路的功能准确、可靠。
数字电路基本概念的理解
数字电路基本概念的理解1）数字电路中工作的信号是数字信号，这种信号在时间上和数值上都是离散的。
在二进制系统中，数码只有1和0两种可能，反映到电路上就是高电平和低电平或开关通断、电流有无等。
而在模拟电路中工作的信号是模拟信号，这种信号在时间上和数值上都是连续变化的。
时间上连续是指任意时刻有一个相对的值。
数值上连续是指可以是在肯定范围内的任意值。
2）数字电路是处理和传输数字信号的电路。
三极管工作在开关状态，即饱和区或截止区。
放大区只是一种过渡状态。
抗干扰力量强、精度高。
而模拟电路是处理和传输模拟信号的电路。
三极管工作在线性放大区，即放大状态。
3）数字电路讨论的主要问题是电路的输入和输出状态之间的规律关系，即电路的规律功能。
具有"规律思维"力量。
数字电路能对输入的数字信号进行各种算术运算和规律运算、规律推断，故又称为数字规律电路。
而模拟电路讨论的主要问题是怎样不失真地放大模拟信号。
4）数字电路中，分析和设计数字电路的重要工具是规律代数，描述电路规律功能的主要方法是真值表、规律函数表达式、状态转换图、波形图和和卡诺图。
常常遇到的问题则是怎样利用它们对已知电路进行规律分析，依据实际要求进行规律设计。
而在模拟电路中，常常利用图解法和微变等效电路法等对电路进行静态和动态的定量分析，以确定放大倍数是多少、波形是否失真、怎样改善电路的放大性能等问题。
5）从电路结构上看，模拟电路的主要单元电路是放大器。
而数字电路的主要单元电路则是规律门和触发器。
虽然适应各种需要的数字电路千变万化，但是分析和设计的方法基本上是一样的。
只要我们对这些单元电路的组成、工作原理和性能把握得比较好，而且又学会了规律分析和规律设计的基本方法，熟识了若干典型电路，那就可以说初步具备了分析和解决一般数字电路问题的力量。
数字芯片设计基础知识点
数字芯片设计基础知识点数字芯片设计是现代电子技术领域的重要分支，它涉及到数字电路设计、逻辑设计和芯片设计等多个方面。
本文将介绍数字芯片设计的基础知识点，包括数字电路的基本概念、逻辑门的种类、计数器和触发器等内容。
一、数字电路的基本概念数字电路是由数字元器件（如逻辑门、触发器等）组成的电路，用于处理和传输数字信号。
在数字电路中，主要涉及到0和1两个离散的信号状态，通过组合和连接不同的逻辑门实现各种逻辑功能。
数字电路的基本概念包括布尔代数、逻辑函数和真值表。
其中，布尔代数是数字电路设计的基础，通过逻辑函数和真值表可以描述电路的输入输出关系，帮助设计师分析和设计数字电路。
二、逻辑门的种类逻辑门是数字电路中最基本的逻辑功能模块，常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
它们通过不同的输入和输出关系实现不同的逻辑功能。
与门是最基本的逻辑门之一，它的输出只有在所有输入都为1时才为1，否则为0。
与门可以用于信号的合并和判断等功能。
或门的输出在至少一个输入为1时为1，否则为0，常用于信号的选择和合并。
非门是一种单输入的逻辑门，它的输出与输入信号相反。
异或门在两个输入不同时输出为1，否则输出为0，常用于信号的比较和判断。
三、计数器和触发器计数器是一种常见的数字电路模块，用于实现计数功能。
常见的计数器包括二进制计数器和BCD码计数器。
计数器可以根据输入的时钟信号进行计数操作，并根据设定的计数范围和触发条件输出相应的计数结果。
触发器是一种用于存储和传递状态信息的数字电路元件。
常见的触发器包括RS触发器、D触发器和JK触发器。
触发器可以存储一个或多个比特的数据，并根据输入信号的变化实现状态的存储和传递。
四、数字芯片设计流程数字芯片设计的整体流程包括需求分析、系统设计、逻辑设计、物理设计和验证等步骤。
需求分析阶段主要确定数字芯片的功能需求、性能指标和设计约束等，为后续的设计提供基础。
系统设计阶段主要进行数字系统的整体设计，包括功能划分、模块选择和接口定义等。
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数字电路中的几个基本概念
建立时间和保持时间建立时间（setupTIme）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间，如果建立时间不够，数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器；保持时间（hold TIme）是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据稳定不变的时间，如果保持时间不够，数据同样不能被打入触发器。
数据稳定传输必须满足建立和保持时间的要求。
在设计中，当然希望建立时间越短越好，而保持时间呢，也越短越好。
也就是说，最好信号在时钟边沿到达，而在到达后，马上被采用，这样，理论上效率是最好的。
当然了，理论而已。
竞争和冒险PLD内部毛刺产生的原因
我们在使用分立元件设计数字系统时，由于PCB走线时，存在分布电感和电容，所以几纳秒的毛刺将被自然滤除，而在PLD内部决无分布电感和电容，所以在PLD/FPGA设计中，竞争和冒险问题将变的较为突出。
这一点用模拟电路的观点很容易理解，例如在一个延迟链条上，加两个电容，就把这个毛刺给滤掉。
FPGA中的冒险现象
信号在FPGA器件内部通过连线和逻辑单元时，都有一定的延时。
延时的大小与连线的长短和逻辑单元的数目有关，同时还受器件的制造工艺、工作电压、温度等条件的影响。
信号的高低电平转换也需要一定的过渡时间。
由于存在这两方面因素，多路信号的电平值发生变化时，在信号变化的瞬间，组合逻辑的输出有先后顺序，并不是同时变化,往往会出现一些不正确的尖峰信号，这些尖峰信号称为毛刺。
如果一个组合逻辑电路中有毛刺出现，就说明该电路存在冒险。
（与分立元件不同，由于PLD内部不存在寄生电容电感，这些毛刺将被完整的保留并向下一级传递，因此毛刺现象在PLD、FPGA设计中尤为突出）我们无法保证所有连线的长度一致，所以输入信号在输入端同时变化，但经过PLD内部的走线，到达或门的时间也是不一样的，毛刺必然产生。
可以概括的讲，只要输入信号同时变化，（经过内部走线）组合逻辑必将产生毛刺。
将它们的输出直接连接到时钟输入端、清。