【大学课件】数字IC基本单元结构

标准输入单元（数字电路）
标准输出单元（数字电路）
静电放电（ESD）保护
模拟电路输入单元
模拟电路输出单元
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11、通用双向I/0单元
G
• 作为单纯输入电路使用时, G = 1, 外部信号即可从压焊块 PAD经由ESD保护电路和下面的三态门输送到内部接收端 A点。
• 作为输出缓冲电路使用时, G = 0, 内部信号即可从A点经 由上面的三态门输送到压焊块PAD输出。
p67 p57 p47 p37 p27 p17 p16 p15 p14 p13 p12 0 p11 p77 p56 p46 p36 p26 p25 p24 p23 p22
p66 p45 p35 p34 p33 p55 p44
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1 Port
Ain
D
或非门
C
B
p5(7:6)
平方器的硬件实现
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封装总图与压焊图(打线图)
6 7 8 9 10 11 5 4 3 13 14 2 15 1
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第五讲 数字IC基本单元结构
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1
数字电路的基本库单元
1. 非门、或非门、与非门 2. 与或非门、或与非门 3. 三态门、传输门 4. 多路选择器 5. 异或门、同或门 6. D触发器 7. 锁存器 8. 半加器、全加器 9. 乘法器、平方器 10. 标准输入/输出单元 11. 通用双向I/O单元
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A
A7
p57
p67
p47
A6
p56 p46
p37
p27
A5
P14
p45
p36
p26
A4
Байду номын сангаас
P13
p35
p25
p17
A3
p4(7:5)
FA
P12 p57
p34
p24
p16
A2
p23
p15
A1
FA
P11
p47
p14
p3(7:4)
FA
FA
p56
p13
P10
p46
p37
p12
p2(7:3)
FA
FA
P9
C1选择了C0 即:将A B和A B作为控制端 让C1在A与C0之间选择即可。
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9.1、乘法器
A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 × B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1
p71 p61 p51 p41 p31 p21 p11
p72 p62 p52 p42 p32 p22 p12
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1、非门、或非门、与非门
F= ABCD
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3
2、与或非门、或与非门
与或非电路 FABCABC 或与非电路 F(AB)C(AB)C
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4
3、三态门、传输门
A
F
E
提问：三态同相门如何搭建？
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5
4、多路选择器
当条件T成立时, 输出A路信号 当条件T不成立时, 输出B路信号
p73 p63 p53 p43 p33 p23 p13
p74 p64 p54 p44 p34 p24 p14
p75 p65 p55 p45 p35 p25 p15 p76 p66 p56 p46 p36 p26 p16
部分积（每行）
p77 p67 p57 p47 p37 p27 p17
P14 P13 P12 P11 P10 P9 P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1
逻辑功能：Z = (T & A ) | (! T & B )
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6
MUX2HD1X
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7
5、异或门、同或门
异或门真值表Z =XY+XY
X
Y
Z
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
同或门真值表Z =XY+XY
可简化成6个管子
X
Y
Z
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
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8
XOR2版图
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9
6、D触发器（DFF）
不 带 置 位 复 位 端
带 置 位 复 位 端
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7、锁存器
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8、半加器、全加器
半加器逻辑功能：
S=AB C1 = AB
全加器逻辑功能：
S = A B C0 C1 = AC0 + BC0 + AB
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全加器电路图（本位和S）
S = A B C0
= (A B) C0 + (A B) C0 当A B = 1时, (A B) = 0, S = C0, 也就是说S选择了C0 当A B = 0时, (A B) = 1, S = C0 , 也就是说S选择了C0 隔 缓 因此只要用一个二选一电路, 离 冲 将A B和A B作为控制端, 与 让S在C0与C0之间选择即可。
• 作为双向I/O电路使用时, 只要在不同的时刻, G在0与1之 间切换, A端就既可以向外传送数据, 也可以向内接收数据。
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标准I/O库单元版图
Buffer ESD
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PAD
版图与封装
PAD 压焊块
PIN 管脚
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Wire Banding 金(铝)线压焊
带封装模型的仿真 -- 射频电路必须做！
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全加器电路图（进位C1）
C1 = AC0 + BC0 + AB 当控制端(A B) = 1 时, 要么A = B = 0, 此时C1 = 0 = A 要么A = B = 1, 此时C1 = 1 = A 也就是说在(A B) = 1的情况下
C1选择了A 当A B = 1 时,A B, C1 = C0 也就是说在A B = 1的情况下,
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9.2 、平方器
p77 : p67 p57 p47 p37 p27 p17 p16 p15 p14 p13 p12 : p11 : p76 p75 p74 p73 p72 p71 p61 p51 p41 p31 p21 : p66:p56 p46 p36 p26 p25 p24 p23:p22 :p65 p64 p63 p62 p52 p42 p32: p55:p45 p35 p34:p33 :p54 p53 p43: p44
p45
p36
A7 A6
FA
FA
p27 p35
FA
A5
P8
FA
FA
p26
p17
HA
p34
p1(7:2)
P7
A4
FA
FA
HA
p25
p16
P6
p24
p15
2
3
FA
HA
P5
A3
FA
HA
p23
p14
P4 p13
HA
P3
A2
p12
HA
P2
4 D
B
GND Pout
Port
17
A
P1
A1
C
10、标准输入/输出单元