集成电路设计时序电路
ssi时序逻辑电路设计
ssi时序逻辑电路设计
SSI时序逻辑电路设计是一种电子设计技术，旨在通过使用少量的固定功能逻辑门和触发器来实现特定的时序逻辑功能。
SSI代表的是Small-Scale Integration，即小规模集成电路，它的特点是门电路和触发器的数量较少，通常只有几个或几十个，而不是成千上万个。
这使得SSI电路设计相对较简单，易于编程和修改。
SSI时序逻辑电路设计通常用于实现数字时钟、计数器、状态机等应用，其中时序逻辑是指按照一定的时序规则进行处理的逻辑电路。
这些电路可以实现复杂的控制逻辑，如自动控制、数据处理、通信等。
在SSI时序逻辑电路设计中，常用的逻辑门包括与门、或门、非门和时钟门，而触发器则包括D触发器、JK触发器和T触发器。
SSI时序逻辑电路设计需要考虑的问题包括时序逻辑的正确性、电路的稳定性、噪声的抑制等。
此外，还需要考虑电路的功耗、面积和延迟等因素，以确保设计的电路符合实际应用的要求。
总之，SSI时序逻辑电路设计是一种重要的电路设计技术，可以用于实现各种应用，例如数字时钟、计数器、状态机等。
在设计过程中，需要综合考虑电路的正确性、稳定性、延迟等因素，以确保设计的电路符合实际应用的要求。
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时序逻辑电路设计
时序逻辑电路设计
时序电路设计又称时序电路综合，它是时序电路分析的逆过程，即依据给定的规律功能要求，选择适当的规律器件，设计出符合要求的时序规律电路，对时序电路的设计除了设计方法的问题还应留意时序协作的问题。
时序规律电路可用触发器及门电路设计，也可用时序的中规模的集成器件构成，以下我们分别介绍它们的设计步骤。
1.用SSI器件设计时序规律电路
用触发器及门电路设计时序规律电路的一般步骤如图所示。
（1）由给定的规律功能求出原始状态图：首先分析给定的规律功能，从而求出对应的状态转换图。
这种直接由要求实现的规律功能求得的状态转换图叫做原始状态图。
（2）状态化简：依据给定要求得到的原始状态图很可能包含有多余的状态，需要进行状态化简或状态合并。
状态化简是建立在状态等价这个概念的基础上的。
（3）状态编码、并画出编码形式的状态图及状态表：在得到简化的状态图后，要对每一个状态指定1个二进制代码，这就是状态编码（或称状态安排）。
（4）选择触发器的类型及个数：
（5）求电路的输出方程及各触发器的驱动方程：依据编码后的状态表及触发器的驱动表可求得电路的输出方程和各触发器的驱动方程。
（6）画规律电路，并检查自启动力量。
2.用MSI中规模时序规律器件构成时序规律电路
用中规模时序规律器件构成的时序功能电路主要是指用集成计数器构成任意进制计数器。
构成任意进制计数器的方法有两种：一种是置数法，另一种是归零法。
时序电路的设计实验报告
时序电路的设计实验报告时序电路的设计实验报告引言：时序电路是数字电路中的一种重要类型，它在各种电子设备中都有广泛应用。
本实验旨在通过设计一个简单的时序电路，来加深对时序电路原理和设计方法的理解。
实验目的：1. 理解时序电路的基本原理和工作方式；2. 掌握时序电路的设计方法；3. 通过实际设计和调试，提高电路设计和故障排除的能力。
实验器材和元件：1. 逻辑门集成电路（例如74LS00、74LS04等）；2. 触发器集成电路（例如74LS74等）；3. 电阻、电容、开关等辅助元件；4. 示波器、数字信号发生器等测试设备。
实验原理：时序电路是根据输入信号的时序关系来控制输出信号的电路。
它通常由触发器、计数器、多路选择器等组成。
触发器是时序电路的基本组成单元，它能够存储和传递数据，并且根据时钟信号的变化来改变输出状态。
实验步骤：1. 根据实验要求，确定时序电路的功能和输入输出要求；2. 根据功能要求，选择合适的逻辑门和触发器进行电路设计；3. 根据设计原理，绘制电路原理图；4. 按照原理图，进行电路的布线和焊接；5. 使用数字信号发生器提供输入信号，通过示波器观察输出信号；6. 调试电路，确保电路按照设计要求正常工作；7. 对电路进行性能测试和稳定性测试；8. 记录实验数据和观察结果；9. 分析实验结果，总结电路设计中的问题和经验。
实验结果：经过设计和调试，本次实验成功实现了所要求的时序电路功能。
输入信号经过时序电路处理后，输出信号按照预期的时序关系变化。
实验数据表明，电路的稳定性和性能良好。
实验总结：通过本次实验，我深入了解了时序电路的原理和设计方法。
在实际操作中，我遇到了一些问题，例如电路布线不当导致信号干扰、触发器的选择不合适等。
通过调试和修改，我逐渐解决了这些问题，并获得了宝贵的经验。
同时，我也意识到了时序电路设计的重要性，它直接影响到整个电子设备的性能和稳定性。
未来展望：时序电路是数字电路中的基础知识，我将继续深入学习和研究相关内容。
清华大学《数字集成电路设计》周润德 第8章 时序电路
LOGIC对扰动不敏感（2）Register寄存器为存放二进制数据的器件，通常由Latch 构成。
一般地，寄存器为边沿触发。
（3）flip-flops（触发器）任何由交叉耦合的门形成的双稳电路Register 时序参数D Q Clk T Clk D tsu Q tc-q thold注意：数据的上升和下降时间不同时，延时将不同。
2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 11 页Latch 时序参数Latch 的时序（ Timing ）参数还要考虑tD 2 D Q DQtD-qQClkClktC 2QtC 2Q寄存器（Register）2004－12－1锁存器（Latch）第 8 章 (1) 第 12 页清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德Latch 时序参数D Q Clk正电平 Latch 时钟负边沿T Clk D tc-q PWm thold td-q tsuQ注意：数据的上升和下降时间不同时，延时将不同。
2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 13 页最高时钟频率φ FF’s LOGIC tp,comb最高时钟频率需要满足：tclk-Q + tplogic+ tsetup < T =但同时需要满足:其中tplogic = tp,comb (max) tcd:污染延时（contamination delay） = 最小延时（minimum delay）第 8 章 (1) 第 14 页tcdreg + tcdlogic > thold =2004－12－1其中清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德研究不同时刻 （t1, t2）FF1φ (t1) LOGIC t p,combφ (t2)CLKt1tsu D tholdFF1 输入数据 应保持稳定t tsuF F2t2holdtFF2 输入数据 应保持稳定tclk-q QFF1 输出数据 经组合逻辑到达 t 已达稳定 寄存器输入端tclk-Qtp,comb (max）tsetup因此要求：tclk-Q + tp,comb (max) + tsetup < T =2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 15 页研究同一时刻 （t1）t1 时FF1φ (t1) LOGIC FF1 t p,combt1 时FF2输入数据（2）φ (t1)输入数据（1）tclk-q QFF1 输出数据 已达稳定经组合逻辑已 到达FF2 输入端破坏了本应保 持的数据（2）tt1tcdregtcdlogicholdsuD输入数据（2）应保持稳定至 t1F F2t因此要求 := tcd: 污染延时（contamination delay） = 最小延时（minimum delay）2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 16 页tcdreg + tcdlogic > thold写入（触发）静态 Latch 的方法：以时钟作为隔离信号, 它区分了“透明” （transparent ）和“不透明” （opaque）状态CLKCLKQ CLKD CLKDD弱反相器CLKMUX 实现弱反相器实现（强制写入）（控制门可仅用NMOS实现）2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德第 8 章 (1) 第 17 页Latch 的具体实现基于Mux 的 Latch负（电平） latch (CLK= 0 时透明) 正（电平） latch (CLK= 1 时透明)1 D 0Q D0 1QCLKCLKQ = Clk ⋅ Q + Clk ⋅ In2004－12－1Q = Clk ⋅ Q + Clk ⋅ In第 8 章 (1) 第 18 页清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德基于（传输门实现的） Mux 的 LatchCLKQ CLK DCLK（1）尺寸设计容易 （2）晶体管数目多（时钟负载因而功耗大）2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 19 页基于（传输管实现）Mux 的 Latch（仅NMOS 实现）CLK QM QM CLK CLKCLK仅NMOS 实现不重叠时钟 （Non-overlapping clocks）（1）仅NMOS 实现，电路简单，减少了时钟负载 （2）有电压阈值损失（影响噪声容限和性能，可能引起静态功耗）2004－12－1清华大学微电子所 《数字大规模集成电路》 周润德 第 8 章 (1) 第 20 页Q单元形式的Latch采用串联电压开关逻辑（CVSL）QNon-overlap时间过长，存储在动态节点上的电荷会泄漏掉（故称伪静态）低电压静态Latch双边沿触发寄存器RS Latch?动态Latch 和Register（1）比静态Latch和Register 简单（2）基于在寄生电容上存储电荷，由于漏电需要周期刷新（或经常更新数据）（3）不破坏的读信息：因此需要输入高阻抗的器件传输门构成的动态边沿触发寄存器（只需8 个晶体管，节省功耗和提高性能，甚至可只用NMOS 实现）动态节点。
时序发生设计实验报告
时序发生设计实验报告实验目的和背景时序发生是数字电路设计中的重要内容，它可以控制信号在不同电平之间的切换时间，实现各种复杂的功能。
本实验的目的是通过设计和实现时序发生电路，加深对时序发生原理的理解，并掌握时序发生的设计方法和技巧。
实验原理时序发生电路通常由时钟信号、触发器和门电路组成。
时钟信号作为时序发生的驱动信号，触发器用于存储并延时信号，门电路用于控制信号的输出。
本实验中，我们采用JK 触发器和与非门电路来设计时序发生电路。
JK 触发器是一种带有置位和复位功能的触发器，它能够根据输入信号的改变在两个稳定状态之间切换。
与非门电路是一种逻辑门电路，它能够实现输入信号的非操作。
实验材料和器件- 集成电路板- JK 触发器芯片- 与非门芯片- 连接线- 示波器实验步骤1. 将JK 触发器芯片、与非门芯片和连接线连接在集成电路板上；2. 根据设计要求，将输入信号和时钟信号连接到JK 触发器芯片的相应引脚；3. 将JK 触发器芯片的输出信号连接到与非门芯片的输入引脚；4. 将与非门芯片的输出信号连接到示波器，以观察信号的变化；5. 根据设计要求，调整触发器的各个引脚的电平和时钟信号的频率。
实验结果和分析在实验中，我们根据设计要求，设计了一个简单的时序发生电路，实现了信号在不同电平之间的切换。
通过观察示波器上的波形图，可以看到信号的切换时间与时钟信号的频率和触发器的延时时间有关。
当时钟信号的频率较高时，信号的切换时间也相应变短；当触发器的延时时间较长时，信号的切换时间也会相应延长。
实验结果表明，通过合理设置触发器的引脚和时钟信号的频率，可以实现复杂的信号处理功能。
同时，观察和分析波形图有助于理解时序发生电路的工作原理和特性。
实验总结通过本次实验，我深入了解了时序发生的原理和设计方法。
通过设计和实现时序发生电路，我掌握了使用JK 触发器和与非门构建时序发生电路的技巧。
通过观察示波器上的波形图，我对时序发生电路的工作原理有了更深入的理解。
数字集成电路(时序逻辑电路)
目录
• 引言 • 时序逻辑电路的基本概念 • 数字集成电路的组成 • 时序逻辑电路的分析方法
目录
• 引言 • 时序逻辑电路的基本概念 • 数字集成电路的组成 • 时序逻辑电路的分析方法
目录
• 时序逻辑电路的设计方法 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的发展趋势和挑战
逻辑门
01
逻辑门是数字集成电路的基本组成单元，用于实现逻辑运算（如AND、 OR、NOT等）。
02
常见的逻辑门有TTL（Transistor-Transistor Logic）和CMOS （Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等类型。
03
逻辑门通常由晶体管组成，通过不同的组合和连接方式实现各种逻辑 功能。
目录
• 时序逻辑电路的设计方法 • 时序逻辑电路的应用 • 时序逻辑电路的发展趋势和挑战
01
引言
01
引言
主题简介
数字集成电路
数字集成电路是利用半导体技术将逻 辑门、触发器等数字逻辑单元集成在 一块衬底上，实现数字信号处理功能 的集成电路。
时序逻辑电路
时序逻辑电路是一种具有记忆功能的 电路，其输出不仅取决于当前的输入 ，还与电路的先前状态有关。常见的 时序逻辑电路有寄存器、计数器等。
时序图
通过图形方式表示时序逻辑电路的输入和输出随时间变化的规律，能够直观地展 示电路的工作过程。
逻辑方程和时序图
逻辑方程
描述时序逻辑电路输入和输出关系的数学表达式，通常由触发器的状态方程和输 出方程组成。
时序图
通过图形方式表示时序逻辑电路的输入和输出随时间变化的规律，能够直观地展 示电路的工作过程。
集成电路中的高精度时钟和时序设计方法
集成电路中的高精度时钟和时序设计方法高精度时钟和时序设计方法是集成电路设计中非常重要的一部分。
随着现代电子设备对时钟和时序要求的不断提高，需要能够提供高精度时钟和可靠的时序设计来满足不同应用的需求。
本文将从时钟和时序设计的基本概念、设计方法、以及相关技术的发展等方面进行介绍。
一、时钟和时序设计的基本概念时钟是任何数字电路的基础，它用来为芯片中的各个模块提供同步的时间基准。
时钟信号通常是一个周期性方波信号，其频率由晶体振荡器或者外部源提供。
时钟信号的频率和稳定性对整个系统的性能有着非常重要的影响。
而时序设计则是指在特定的时序条件下，确保各个电路模块的输入输出性能和指定的时间要求相符。
二、高精度时钟设计方法1. 晶体振荡器的选择与优化晶体振荡器是产生高精度时钟信号的核心部件，因此在进行高精度时钟设计时，选择合适的晶体振荡器非常关键。
一般选择低相位噪声、低抖动、高稳定性的晶体振荡器。
此外，优化振荡器的布局和硅片的物理结构，降低外界干扰和内部耦合，进一步提高振荡器的性能。
2. 时钟分频和锁相环技术时钟信号的频率通常要求非常高，但是芯片中不同模块对时钟信号的频率要求并不相同。
因此，可以利用时钟分频技术将高频时钟分频为各个模块所需的频率。
此外，锁相环（PLL）技术也被广泛应用于高精度时钟设计中，它可以将外部时钟信号锁定为内部倍频的高稳定性时钟信号。
3. 去除时钟抖动和噪声时钟信号中的抖动和噪声会直接影响到整个系统的性能。
因此，在高精度时钟设计中，需要采取一系列措施来降低时钟信号的抖动和噪声。
这可以包括差分时钟设计、时钟缓冲和滤波电路的设计等。
三、高精度时序设计方法1. 时序分析和约束时序分析是指通过对设计电路中的信号路径进行分析，获得信号在电路中传输的时间延迟等信息。
同时，根据设计要求和制造工艺的要求，制定相应的时序约束。
时序约束可以包括时钟频率、时钟间隔、各个电路模块的输入输出延迟等。
2. 布线和时序优化布线是非常关键的一步，它直接影响到时序的性能。
下列集成电路芯片中属于时序逻辑电路
下列集成电路芯片中属于时序逻辑电路时序逻辑电路是一种在数字电路中广泛应用的电路类型，它能够根据输入信号的变化和时钟信号的控制来产生输出信号。
在现代电子设备中，时序逻辑电路被广泛应用于计算机、通信设备、数字电视等各种领域。
下面将介绍几种常见的集成电路芯片，它们属于时序逻辑电路。
首先是74系列的集成电路芯片，如74LS74、74HC74等。
这些芯片是由德州仪器公司（Texas Instruments）推出的，属于时序逻辑电路的一种。
它们采用了D触发器作为基本单元，能够实现各种时序逻辑功能，如时钟分频、计数器等。
这些芯片具有低功耗、高可靠性和广泛的应用范围，被广泛应用于各种数字电路设计中。
其次是555定时器芯片。
555定时器芯片是一种经典的时序逻辑电路芯片，由美国国家半导体公司（National Semiconductor）推出。
它能够产生各种不同的时序信号，如方波、脉冲等。
555定时器芯片具有简单的电路结构、稳定的性能和广泛的应用范围，被广泛应用于计时、频率测量、脉冲调制等领域。
另外还有74HC595移位寄存器芯片。
74HC595是一种串行输入、并行输出的移位寄存器芯片，由德州仪器公司推出。
它能够将串行输入的数据按照时钟信号的控制进行移位，并将移位后的数据并行输出。
74HC595移位寄存器芯片具有简单的电路结构、高速的数据传输和广泛的应用范围，被广泛应用于LED显示屏、数码管显示、扩展IO口等领域。
最后是FPGA（Field-Programmable Gate Array）芯片。
FPGA芯片是一种可编程逻辑器件，由Xilinx、Altera等公司推出。
它能够根据用户的需求进行编程，实现各种不同的时序逻辑功能。
FPGA芯片具有灵活性强、可重构性高和适应性广的特点，被广泛应用于数字信号处理、通信系统、图像处理等领域。
综上所述，时序逻辑电路在现代电子设备中起着重要的作用。
上述介绍的几种集成电路芯片，如74系列芯片、555定时器芯片、74HC595移位寄存器芯片和FPGA芯片，都属于时序逻辑电路。
集成电路设计中的数据转换和时序技术
集成电路设计中的数据转换和时序技术1. 背景集成电路（IC）是现代电子设备的核心组成部分，其设计复杂且要求高性能、低功耗数据转换和时序技术是集成电路设计中的两个关键方面，直接影响到电路的性能和可靠性本文将探讨数据转换和时序技术在集成电路设计中的应用，以及它们对电路性能的影响2. 数据转换技术数据转换技术是指在集成电路中进行数字信号和模拟信号之间的转换随着集成电路应用领域的不断扩展，对数据转换技术的要求也越来越高数据转换技术主要包括数模转换（DAC）和模数转换（ADC）两种类型2.1 数模转换器（DAC）数模转换器（DAC）是一种将数字信号转换为模拟信号的电路DAC的主要组成部分是数字输入寄存器、地址线、ROM（只读存储器）和DAC寄存器其中，ROM存储了转换后的模拟值，DAC寄存器负责输出模拟信号DAC的转换精度取决于ROM的位数，转换速度则取决于DAC寄存器的读写速度2.2 模数转换器（ADC）模数转换器（ADC）是一种将模拟信号转换为数字信号的电路ADC的主要组成部分是采样保持电路、模拟多路复用器、放大器、积分器、比较器和数字输出寄存器其中，采样保持电路用于保持输入信号的采样值，模拟多路复用器用于选择不同的输入信号，放大器和积分器用于提高信号的精度，比较器用于将模拟信号与参考电压进行比较，数字输出寄存器用于输出转换结果ADC的转换精度取决于比较器和积分器的位数，转换速度则取决于整个ADC的采样和转换速度3. 时序技术时序技术是指在集成电路设计中，对信号的时序进行控制，以确保电路的正确工作时序技术主要包括时钟生成、时序控制和时序分析三个方面3.1 时钟生成时钟生成是集成电路设计中的关键环节，它直接影响到电路的工作速度和稳定性时钟生成主要采用晶振、RC振荡器、PLL（相位锁定环）等方法晶振和RC振荡器用于生成稳定的时钟信号，PLL则用于实现时钟信号的倍频和分频3.2 时序控制时序控制是指在集成电路中，对信号的时序进行控制，以确保电路的正确工作时序控制主要采用触发器、计数器、寄存器等电路实现触发器用于实现信号的边沿触发，计数器用于实现信号的计数功能，寄存器则用于存储信号的状态3.3 时序分析时序分析是指在集成电路设计过程中，对电路的时序性能进行分析和评估时序分析主要采用静态时序分析（STA）和动态时序分析（DTA）两种方法静态时序分析用于评估电路在稳定状态下的时序性能，动态时序分析则用于评估电路在瞬态过程中的时序性能4. 数据转换和时序技术在集成电路设计中的应用数据转换和时序技术在集成电路设计中具有广泛的应用例如，在数字信号处理领域，数据转换技术用于实现数字信号的模拟处理；在通信领域，时序技术用于实现信号的同步和帧同步；在微处理器领域，数据转换和时序技术用于实现指令的解码和执行5. 结论数据转换和时序技术是集成电路设计中的两个关键方面，对电路的性能和可靠性具有重要影响本文对数据转换和时序技术的基本原理进行了介绍，并探讨了它们在集成电路设计中的应用掌握数据转换和时序技术，有助于提高集成电路设计的性能和可靠性，为电子设备的发展奠定基础1. 背景集成电路（IC）作为现代电子技术的基石，其设计精度和性能对整个电子设备的表现至关重要在集成电路设计中，数据转换和时序技术是两个核心概念，它们直接关系到电路的性能、可靠性和稳定性本文将深入探讨数据转换和时序技术在集成电路设计中的重要性，以及如何优化这些技术以提升电路的整体性能2. 数据转换技术数据转换技术在集成电路中扮演着将一种数据格式转换为另一种数据格式的重要角色在数字电路中，这通常涉及数字到模拟（DAC）和模拟到数字（ADC）的转换随着集成电路应用的多样化，对数据转换精度和速度的要求也在不断提高2.1 数字到模拟转换（DAC）DAC技术是将数字信号转换为模拟信号的过程在集成电路中，DAC 广泛应用于模拟信号处理、PWM控制、音频播放等领域DAC的性能指标主要包括分辨率、转换速度和线性度分辨率决定了DAC能够表示的最小模拟值，转换速度则影响了DAC响应外部信号的速度，线性度则保证了转换结果的准确性2.2 模拟到数字转换（ADC）ADC技术是将模拟信号转换为数字信号的关键在集成电路中，ADC 用于采集外部环境的模拟信号，如声音、温度等，并将其转换为数字信号，以便数字电路进行处理ADC的性能指标包括采样率、分辨率、动态范围和量化误差采样率决定了ADC采集信号的速度，分辨率决定了ADC能够表示的最小模拟值，动态范围则表示ADC能够处理的信号强度范围，量化误差则反映了ADC转换过程中可能产生的误差3. 时序技术时序技术在集成电路设计中涉及到信号的时序控制和同步，确保电路中各个组件能够在正确的时间执行任务时序技术的正确应用对于电路的稳定性和性能至关重要3.1 时钟生成与分配时钟信号是集成电路中最基本的时序信号，它用于同步电路中的所有操作时钟生成通常采用晶振、RC振荡器或PLL等手段晶振和RC振荡器提供稳定的时钟源，PLL则用于实现时钟信号的倍频或分频时钟分配则涉及到将时钟信号正确地传递到电路的各个部分，通常采用时分复用（TDM）或同步复用（SM）等技术3.2 时序控制时序控制是确保电路中信号按时序要求正确触发和执行的操作触发器、计数器和寄存器等是实现时序控制的关键组件触发器用于检测信号的边沿并触发后续操作，计数器用于计数特定事件的发生次数，寄存器则用于存储和传递时序信息3.3 时序分析与验证时序分析是集成电路设计过程中的一个重要环节，它确保电路在规定的时间内能够正确地完成信号的转换和处理时序分析通常包括静态时序分析（STA）和动态时序分析（DTA）STA用于分析电路在稳定状态下的时序性能，而DTA则用于分析电路在瞬态过程中的时序性能4. 数据转换和时序技术在集成电路设计中的应用实例数据转换和时序技术在集成电路设计中有许多实际应用案例例如，在SOC（系统级芯片）设计中，DAC用于生成PWM信号控制马达，ADC则用于采集传感器的模拟信号在高速通信接口中，时钟生成和分配技术确保了数据传输的同步性，时序控制则确保了数据能够在正确的时间被传输和接收5. 结论数据转换和时序技术是集成电路设计中不可或缺的两个方面它们对于电路的性能、可靠性和稳定性有着直接的影响通过优化数据转换和时序技术，可以显著提升集成电路的性能，满足日益增长的技术需求在未来的集成电路设计中，数据转换和时序技术将继续发挥关键作用，推动电子技术的发展应用场合1.数字信号处理：在数字信号处理领域，DAC用于将数字信号转换为模拟信号，以便进行模拟处理，如音频信号的生成、PWM控制等ADC则用于采集外部环境的模拟信号，如声音、温度等，并将其转换为数字信号，以便数字电路进行处理2.通信接口：在集成电路的通信接口设计中，时钟生成和分配技术确保了数据传输的同步性时序控制则确保了数据能够在正确的时间被传输和接收，适用于高速串行通信、并行总线等3.微处理器和控制器：在微处理器和控制器设计中，时序技术用于实现指令的解码和执行数据转换技术则用于实现数字逻辑与模拟外围设备之间的接口，如ADC/DAC转换4.模拟-数字交互：在需要模拟-数字交互的场合，如传感器接口、模拟电路控制等，ADC和DAC的应用是必不可少的5.SOC设计：在SOC（系统级芯片）设计中，数据转换和时序技术被广泛应用DAC用于生成PWM信号控制马达，ADC则用于采集传感器的模拟信号同时，时钟生成和分配以及时序控制确保了各个模块在正确的时间执行任务6.高速存储接口：在高速存储接口设计中，时序技术用于控制数据存储和读取的操作时序，确保数据能够在正确的时间被存储或从存储器中读取注意事项1.精度与速度的平衡：在设计DAC和ADC时，需要在转换精度和速度之间进行权衡高精度通常会导致较低的转换速度，而高速转换可能牺牲一定的精度根据应用需求选择合适的性能指标2.时钟稳定性：时钟信号的稳定性对整个电路的性能有重要影响设计时应选择合适的时钟源，并进行适当的去噪和滤波处理，以确保时钟信号的稳定性3.时序裕度：在设计时序控制电路时，需要考虑时序裕度，以确保电路在规定的时间内能够正确地完成信号的转换和处理时序裕度太大可能导致资源的浪费，而太小则可能导致电路的不稳定4.时序分析与验证：在电路设计完成后，需要进行时序分析与验证，以确保电路在实际工作条件下能够满足时序要求这包括对时钟信号、触发器、计数器等时序组件的时序特性进行分析和测试5.抗干扰能力：在实际应用中，电路可能会受到各种干扰，影响时序性能设计时应考虑增加抗干扰措施，如去耦电容、屏蔽等，以提高电路的抗干扰能力6.功耗管理：在集成电路设计中，功耗是一个重要的考虑因素在数据转换和时序技术的设计中，应尽量减少不必要的功耗，如在不需要时钟信号时将其关闭7.兼容性与扩展性：在设计集成电路时，需要考虑其兼容性和扩展性确保设计能够适应不同的应用场景，并能够方便地进行升级和扩展8.测试与验证：在集成电路制造和封装过程中，需要对数据转换和时序技术进行严格的测试和验证，以确保电路的性能和可靠性这包括对DAC和ADC的分辨率、线性度、转换速度等进行测试，以及对时钟生成、时序控制等组件的稳定性和时序性能进行验证数据转换和时序技术在集成电路设计中具有广泛的应用，但同时也需要考虑多个方面的因素，以确保电路的性能、可靠性和稳定性通过合理的设计和优化，可以显著提升集成电路的性能，满足日益增长的技术需求。
英语作文-掌握集成电路设计中的时序设计与时钟网络优化
英语作文-掌握集成电路设计中的时序设计与时钟网络优化In the realm of integrated circuit (IC) design, mastering timing design and clock network optimization is crucial for ensuring the functionality and performance of electronic systems. Timing design involves synchronizing signals and managing the timing constraints within an IC, while clock network optimization focuses on enhancing the distribution of clock signals throughout the chip. This article delves into these two key aspects of IC design and explores their significance in achieving reliable and efficient electronic systems.Timing design is fundamental to the functionality of ICs as it governs the sequencing of operations within the circuit. In digital circuits, proper timing ensures that signals arrive at their destinations at the right time, preventing errors and maintaining the integrity of data transmission. Timing violations, such as setup and hold time violations, can lead to malfunctioning circuits and compromise the overall performance of the system. Therefore, designers must meticulously analyze and optimize timing paths to meet the desired specifications.One essential technique in timing design is the use of timing diagrams to visualize signal propagation and timing relationships. By plotting signal transitions against time, designers can identify critical paths, setup and hold times, and clock periods. Timing analysis tools aid in verifying timing constraints and identifying areas for improvement. Techniques such as pipelining, retiming, and clock domain crossing synchronization help mitigate timing issues and improve overall system performance.Clock network optimization complements timing design by ensuring the efficient distribution of clock signals across the IC. The clock signal serves as a heartbeat for the system, coordinating the timing of operations and synchronizing various components. A well-designed clock network minimizes clock skew, jitter, and power consumption while maximizing signal integrity and reliability.One approach to optimizing clock networks is through proper clock tree synthesis (CTS). CTS involves the generation of a hierarchical tree structure to distribute the clock signal from the source to all clocked elements within the IC. Techniques such as buffer insertion, wire sizing, and clock gating are employed to balance skew and minimize signal delays. Advanced CTS algorithms leverage optimization algorithms to achieve better performance metrics, such as reduced power consumption and improved signal integrity.Moreover, clock mesh and clock distribution networks offer alternative solutions for distributing clock signals in large-scale designs. Clock mesh architectures distribute the clock signal uniformly across the chip, reducing skew and improving synchronization. On the other hand, clock distribution networks utilize dedicated routing resources to deliver clock signals to specific regions of the chip efficiently.In conclusion, mastering timing design and clock network optimization is paramount in the field of integrated circuit design. These two aspects play a crucial role in ensuring the functionality, reliability, and performance of electronic systems. By employing advanced techniques and leveraging optimization algorithms, designers can overcome timing challenges and design robust ICs capable of meeting the stringent demands of modern technology.。
电子设计中的时序电路设计
电子设计中的时序电路设计
时序电路是电子设计中非常重要的一部分，它用于控制信号在电子系统中的时
序和顺序。
时序电路的设计涉及到时钟信号的分配、同步和延迟等方面，是确保整个系统正常工作的关键因素。
在进行时序电路设计时，首先需要明确系统的时钟信号源以及时钟频率。
时钟
信号是整个系统中的主导信号，它决定了数据的传输速度和时序关系。
因此，在设计时需要保证时钟信号的稳定性和准确性，避免产生时序偏差和时序冲突。
另外，在时序电路设计中，时序分析是必不可少的一步。
时序分析可以帮助设
计人员理清系统中各模块之间的时序关系，确定数据传输的路径和时序要求。
通过时序分析，可以发现潜在的时序问题，并及时进行调整和优化，确保系统的可靠性和稳定性。
此外，在时序电路设计中，还需要考虑时序同步和时序延迟的问题。
时序同步
是指保证不同模块之间的时序一致性，避免数据传输过程中出现时序不匹配的情况。
而时序延迟则关系到数据在不同模块之间的传输速度和时序关系，需要设计合适的延迟电路来保证数据的正确接收和传输。
总的来说，时序电路设计是电子设计中至关重要的一环，它直接关系到整个系
统的性能和稳定性。
设计人员需要充分理解时序电路的原理和设计要求，合理规划时序分配和时序关系，通过时序分析和验证确保系统的正常工作。
只有做好时序电路设计，才能保证整个电子系统的可靠性和性能优化。
集成电路设计中的常见问题及解决方案
集成电路设计中的常见问题及解决方案随着科技的不断发展，集成电路设计在各个行业中扮演着至关重要的角色。
然而，在集成电路设计的过程中，常常会遇到一些问题，这些问题可能会给设计师带来诸多困扰。
本文将会探讨一些在集成电路设计中常见的问题，并提供解决方案，帮助设计师更好地应对这些挑战。
1. 工艺节点选择与优化在集成电路设计中，选择合适的工艺节点对于芯片的性能和功耗至关重要。
然而，面对不断更新的工艺技术和产品要求，设计师常常被困扰于选择合适的工艺节点。
解决这个问题的方法是进行细致的工艺选择和优化分析。
设计师需要考虑的因素包括成本、功耗、性能、可靠性和市场需求。
通过充分了解各种工艺节点的优劣势，并根据产品需求进行权衡，设计师可以选择最佳的工艺节点。
2. 效应晶体管模型选择与建模效应晶体管是集成电路设计中常用的元件，正确选择和建模效应晶体管模型对于设计的准确性至关重要。
在实际设计中，常常会遇到模型的误差以及不足之处，导致设计结果和实际测试结果相差较大。
解决这个问题的方法是通过实验、测量和模拟验证模型的准确性，并根据需要进行修正和优化。
3. 模拟和数字混合信号设计问题集成电路设计中常常需要处理模拟和数字信号的混合设计，但模拟和数字电路的设计方法和要求有很大的差异。
在混合信号设计过程中，常常会遇到模拟和数字之间的干扰、噪声等问题。
解决这个问题的方法是采用合适的布局和布线技术，实施电源和地线的分离，以及进行模拟和数字信号的隔离和滤波等措施。
4. 时序和时钟设计问题在高性能集成电路设计中，时序和时钟设计问题是比较常见的挑战。
时钟信号的稳定性和延迟对于信号的传输速度和电路的工作频率至关重要。
设计师需要注意时钟资源的分配和调度，确保时钟信号稳定、延迟小，并满足设计的时序要求。
此外，也需要注意数据的同步和时序的优化，以避免数据损坏和传输错误。
5. 功耗优化问题随着移动设备的普及，功耗成为了集成电路设计中的重要问题。
功耗的优化需要在设计的各个层次进行考虑。
集成电路设计中的时序问题
集成电路设计中的时序问题时序问题是集成电路设计过程中最关键的问题之一，它决定了电子产品的性能。
本文将介绍集成电路设计中的时序问题，包括时钟频率、时钟抖动、时序分析和时序验证等方面的内容。
一、时钟频率时钟频率是集成电路设计中最基本的时序参数。
它指的是时钟信号的变化频率，也就是时钟周期的倒数。
时钟频率越高，电路的工作速度越快，但是也会使电路的功耗和噪声增加。
在设计时钟频率时，需要考虑电路数据传输的速度、时序保持时间、信号延迟和管脚负载等因素。
二、时钟抖动时钟抖动是指时钟信号在周期内的波动。
时钟抖动会影响电路的时序稳定性和信号完整性。
时钟抖动的主要原因有噪声、干扰和时序偏移等因素。
对于高频时钟信号，时钟抖动可能会导致信号的拍卖（beating），进而导致系统故障。
因此，在设计电路时，需要考虑时钟抖动的影响，并采取相应的措施降低时钟抖动。
三、时序分析时序分析是指通过分析电路中各个信号之间的时间关系，确定电路中各个时序参数的值。
时序分析包括路径分析、时钟分析和综合分析等过程。
路径分析主要是分析电路中各个路径的延迟，确定电路的最长路径和最短路径，并确定时序限制。
时钟分析主要是分析时钟信号的分布和时钟偏移，以确保时钟信号到达各个寄存器的时间是正确的。
综合分析则是将路径分析和时钟分析结合起来，确定电路中各个时序参数的值，并进行时序约束。
四、时序验证时序验证是指通过仿真等手段验证电路中的时序参数是否符合设计要求。
时序验证分为模拟验证和时序分析两种方法。
模拟验证是指通过仿真电路中的信号波形，判断电路中各个信号之间的时间关系是否正确。
时序分析则是通过分析电路中的时序模型，验证时钟周期、时序保持时间、时序偏移等时序参数是否符合设计要求。
五、总结时序问题是集成电路设计中最重要的问题之一。
时钟频率、时钟抖动、路径分析、时钟分析和时序验证等方面都需要考虑时序问题。
在设计电路时，需要采取有效的措施降低时钟抖动，并进行精确的时序分析和时序验证，以确保电路的时序稳定性和信号完整性。
清华大学数字大规模集成电路08-时序电路2
正电平灵敏正沿触发＝＝正沿负沿t DC > Wt SUt SUt DC >t SU=t DQ=t DQ（2）定义t su = min {t DC + f(t DC )}＝min {t DQ }Set up 时间的三种定义方法（1）定义t su 为使寄存器出错的最小Data to clock 时间（3）定义t su 为使Clock to Q 的时间增加一固定的百分比（5％）（Clock to Q 的时间及Set up 时间与Clock 及data 变化的方向和斜率有关）t CQ = f (t DC )t DQ =t DC + t CQ t CQ = f (t DC )确定传输门Latch 的Clk to Q，Set up 和Hold 时间时钟高电平时Latch ( 输出端有自锁结构)时钟高电平时Latch ( 输出端有自锁结构且带输出反相器)时钟低电平时Latch ( 输出端有自锁结构且带输出反相器)时钟低电平时Latch ( 输出端有自锁结构）单相位时钟控制方法( DEC Alpha )注意: 设计动态Latch 要注意仔细设计尺寸及Clocking, 例如在DEC 的 Alpha 芯片中, 1. 通过模拟Latch 在各种不同情况组合( 如时钟不同的上升和 下降时间、不同的电压、温度和工艺的极端情形）下的工作 来检查竞争情况 2. 动态存储电容上的电荷会泄漏漏电，且漏电与温度有很大的关系。
因此需要动态刷新。
3. 动态节点不应当浮空较长时间，必须刷新或者箝制到一个已 知的状态（电平）4. 动态节点需要借助静态反相器进行隔离，或采用“伪静态”电路以提高抗噪声能力真单相钟控（TSPC）Latch 的优缺点优点：（1）时钟为“真正”单相位。
（2）可嵌入逻辑功能，因而在总体上（逻辑＋延时）可提高性能。
缺点：（1）晶体管数目稍有增加。
（2）时钟使输出节点浮空（高阻态）时，易受其它信号耦合的影响。
时序电路概念总结
时序电路概念总结时序电路是一种集成电路，它能够根据一系列的时钟脉冲输入产生相应的输出信号，从而实现电子设备中的定时和顺序控制功能。
时序电路在数字系统中起着重要的作用，它是数字电路设计的关键之一时序电路的重要性主要体现在以下几个方面：1.定时功能：时序电路能够通过时钟信号来控制和同步各个电子元件之间的工作状态，从而实现设备的定时功能。
例如，在计算机中，时序电路负责控制中央处理器（CPU）的时钟周期，以确保各个指令能够按照正确的时间顺序执行。
2.顺序控制功能：时序电路可以实现电子设备内部各种模块之间的顺序控制。
例如，在计算机中，时序电路用于控制内存的读写、数据的输入输出、指令的执行等，以确保各个模块按照正确的顺序工作。
3.同步功能：时序电路能够根据时钟信号来同步多个电子元件的工作状态。
在数字系统中，各个元件之间的数据传输和处理必须按照统一时钟信号进行，以避免数据读写错误和时序失真。
时序电路的主要组成部分包括时钟源（CL）、触发器（Flip-Flop）、计数器（Counter）和状态机（State Machine）等。
下面将对每个组成部分的功能和特点进行详细介绍。
1.时钟源：时钟源是时序电路中的主要驱动信号，它的作用是为时序电路提供统一的时钟信号。
时钟信号可以是周期性的方波信号，其频率和占空比可根据具体应用进行调整。
时钟源通常由晶体振荡器或定时器等电路产生，它能够提供稳定和可靠的时钟信号。
2.触发器：触发器是时序电路中的基本构建模块，它用于存储和传输数据。
触发器有不同的类型，包括RS触发器、D触发器、JK触发器和T触发器等。
触发器具有存储功能，能够在时钟信号的边沿发生变化时改变输出状态，从而实现数据的存储和传输功能。
3.计数器：计数器是时序电路中常用的模块，它能够根据时钟信号进行数值的累加和减少操作，从而实现计数功能。
计数器通常由多个触发器组成，每个触发器表示一个二进制位。
计数器有不同的类型，包括同步计数器和异步计数器等。
数字电子技术 第6章 时序逻辑电路的设计
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2.画出次态状态表 画出次态状态表
次态 y=0(down) Q2 Q1 Q0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 y=1(up) Q2 Q1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 Q0 1 1 0 0 1 1 0 0
为使电路能自启动，将卡诺图中的最小项 xxx取做有效状态例如010状态，这时Q2n+1 的卡诺图应修改为右图。化简后得到新状 态方程： Q1n+1= Q2n⊕Q3n Q2n+1= Q1n+ Q2nQ3n Q3n+1= Q2n 驱动方程：J1=Q2n⊕Q3n 输出方程：C= Q1n Q2n Q3n K1=Q2n⊕Q3n J2=Q1n+Q3n K2=Q1n J3= Q2n K3= Q2n
检查自启动：设初态为000，来第1个CP脉冲，将跳变为010，进入循环状态，该电路可 以自启动。
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6.3同步时序逻辑电路设计 同步时序逻辑电路设计 (时钟同步状态机的设计)
1.用状态图设计同步时序逻辑电路 ①状态序有规则的时序电路； ②态序不规则的Moore型； ③Mealy型 2. 使用状态表设计时序逻辑电路 3.使用状态转换表设计时序状态机
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例2：设计一个串行数据检测器。要求连续输入3个或3个以 上的1时，输出为1，其它情况下输出为0。
(1)因为输入多于3个1，有输出。设输入变量为x；检测 (5)最多连续输入m=3，可选用 结果为输出变量，定义为y；又因连续输入3个1以上有 (7)逻辑电路图： n=2，2个J-K FF，于是可画出次 输出，因此要求同步计数。 态及输出卡诺图。还可分解为3 个卡诺图。 (2)状态分析：初态S0为全0状态，设输入一个1时为S1 态，输入2个1时为S2，输入3个1及以上为S3。 Q1n+1 Q0n+1 y (3)状态转换图如图所示： (4)状态转换表。因为输入m>3和连续输入3个1(m=3)状态是相同的，都停留在S2上，故 (8)检查能否自启动： 状态转换图可以简化成如下。 当电路初态进入11状态后： (6)状态方程：Q1n+1=xQ0Q1+xQ 若x=1时，Q1n+1Q0n+1=10状态为 1 sn S S1 S2 S 0 X 次态；若x=0时，Q1n+1 Q0n+1=00 3 n 驱动方程：J1=xQ0 J0=xQ1 0 S0/0 S0/0 S0/0 S0/0 次态。 输出方程：y=xQ1n 1 S1/0 该电路可以自启动。S2/0 S3/1 S4/1 Q0n+1=xQ1Q0+1Q1 K1=x K0=1 自启动部分
集成电路设计中的时序问题及其解决方式
集成电路设计中的时序问题及其解决方式集成电路是现代电子技术的核心，其广泛应用于电脑、手机、家用电器等各种电子设备中。
在集成电路设计的过程中，时序问题是一个常见难点。
时序问题包括了时钟分频，器件延迟和信号传输等方面，这些问题在设计中需要得到有效的解决。
本篇文章将会详细探讨集成电路设计中的时序问题及其解决方式。
时序问题的原因时序问题由多个因素引起。
首先是原始设计的特性，该特性包括处理器频率和总线宽度等，以及板上器件的安排方式。
这些因素可能在某些情况下会影响到电路器件的工作时间，进而影响到整个集成电路的实际性能。
其次，时序问题可能会在不同的工作条件下呈现出不同的影响，如温度变化、电子设备压力变化等。
这些变化可能会导致信号传输延迟，进而对集成电路的时序性能产生负面影响。
解决方案为了解决时序问题，有一些常用的解决方案和技术，这些技术可以在设计过程中进行调整和优化，以优化集成电路的性能。
1.增加芯片运行速度增加芯片运行速度是解决时序问题的一种有效方式。
不过，在增加芯片运行速度的同时，还必须保证所有信号在规定的时序内传输。
此外，还需要考虑总线容量限制，以防止过多的电信号对集成电路产生影响。
2.调整信号传输的时序信号传输的时序是解决时序问题另一种有效方式。
信号时序要素影响到整个电路的运转，因此这些要素需要仔细考虑和调整。
此外，还需要严密把握时序的关键时点，以确保信号能够遵循预先设计好的路径传输，从而实现电路的正确操作和运行。
3.使用保险模式保险模式是另一种常用技术，用于保障集成电路的性能。
保险模式可以避免电路故障造成的损失，通过监控电路运行状态及时发现问题，并采取相应的措施进行修复。
此外，还可以选用高质量的电路元件、设计良好的电路架构以及成熟的产品线路等方式，以提高电路设备对传输延迟和器件工作时间等因素的适应能力。
4.提升功耗及成本提升功耗及成本也是解决时序问题一种常见的方式。
不过，此种方式并非常规方法之一，因为这种方法在增加功耗和成本的同时，还可能对整个设备的寿命和可靠性产生不利影响。
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2020/6/3
电集成电路研究所
第14章 时序电路 引言
前面讨论过的许许多多电路都是实现组合逻辑的。在组 合逻辑中，输出仅仅是当前各输入的函数。对一个大型 数字系统来讲，组合逻辑是必要的，它负责数据加工。 然而，一个复杂的数据处理需要一系列操作，而每一步 操作的内容和要求往往需要根据以前各个操作的结果。 显然，对于一个时序的数字处理系统，其输出是与输入 的历史有关的。
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14.2.2 动态移位寄存器(续)
如果我们不愿意信号衰减，我们就必须要防止电荷共享，那就需 要隔离，要去耦。目前，最好的方法是采用反相器来缓冲。
众所周知，反相器是一个理想的隔离元件。
图14.7
1）它只能输入影响输出，输出部分却不能影响输入。
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14.2.2 动态移位寄存器(续)
所以，采用反相器隔离、缓冲后，动态移位寄存器 是可以实现的。目前，广泛采用CMOS动态移位寄存 器。
如图所示。
图14.8
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14.2.2 动态移位寄存器(续)
时序系统可以用许多方法来实现。有同步时序系统与异步时序系 统之分。最常见、最容易设计的是同步时序系统，它采用一个中 央时钟来同步一系列操作，提供一个全局的通信规程，使芯片内 的数据有序地移动。
时钟周期，通常又分为若干个节拍(Sub-periods)或相(Phase)，以提 供细微的时间单元。
时钟波形是很重要的，因为它会影响同步的质量。
时钟发生器应是低阻抗的，有足够的驱动能力。
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14.1.2 动态记忆元件: 时钟
时序系统可以用许多方法来实现。有同步时序系统与异步时序 系统之分。最常见、最容易设计的是同步时序系统，它采用一 个中央时钟来同步一系列操作，提供一个全局的通信规程，使 芯片内的数据有序地移动。
图14.6
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14.2.2 动态移位寄存器(续)
从上图可看出，采用两相时钟是合适的，因为，
当1开关接通，输入信号源向电容C1充电（或放电），将输入数据存 入C1时，2开关应当是断开的。
当2开关接通，数据从C1传到C2时，1开关应当是断开的。 如果后面还有第三极，那么应采用1时钟。第四极用2时钟。这样，
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14.1 记忆元件
时序电路是由记忆元件与组合逻辑组成的。
在MOS电路中，有两类记忆元件。
14.1.1 静态记忆元件
图 14.1
它是由逻辑门反馈组成的。
如图, 这是用NOR门交叉 耦合而构成的RS-Latch。 其特性方程式为联立方程式：
2）有了反相器，人们就可以利用反相器的输入电容Cg作为 存储电容。原来的存储电容就可以省掉。
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14.2.2 动态移位寄存器(续)
3）反相器本身是一个有源电路，输出电容的充放电
与输入没有直接关系，不存在电荷共享问题。
4）反相器实际上是一个高增益的放大器，能够恢复 电平，能够对不大好的波形进行整形。
SS RS
D D
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14.2.1 静态主从式移位寄存器(续)
可见，输入数据D在=0时刻已被传输到QS处。
经过两
个节拍，即一个时钟周期，数据D已从输入端移到输出端，并
锁存在从锁存器中。最后输出处又可以加一对与门，它与时钟
相与，规定只有当=1节拍，才有输出。同时，一个与时钟
由此可见，在NOR式RS-Latch中，Q=1是由S=1来置位的；Q=0是 由R=1来复位的。但在NAND式RS-Latch中，Q=0是由S=0来置位的； Q=1是由R=0来置位的。
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14.1.1 静态记忆元件(续)
在NOR式的RS-Latch中，R=0，S=0是不起作 用的，R=1，S=1是禁止的。但在NAND式的RSLatch中，R=0，S=0是禁止的，R=1，S=1是不起作 用的。
1
0
0
1
*是禁止的。
0*
0*
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14.1.1 静态记忆元件(续)
RS-Latch也可以在NAND基础上 构成。如右图14.2所示。
其真值表如下：
图 14.2
R
S
0
0
0
1
1
0
1
1
Q（A） QB
1*
1*
1
0
0
1
No action
*是禁止的。
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QM QM
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14.2.1 静态主从式移位寄存器(续)
在=1相，RS=1，SS=1，这时以NAND为基础的 RS-Latch将不动作，于是，QS和QS 就保持其原状 态。
在=0相，
R
S
QM
D
SS QM D
也是互补的，于是，
QQSS
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14.1.1 静态记忆元件(续)
对比这两种RS-Latch，可以看出，这两种RS-Latch都以S端作为置位 端，以R端作为复位端。只要S=1，Q就为1，只要R=1，Q就为0。但 实际上NOR式RS-Latch是以或非门为基础的。NOR的主要特点是“有 高出低” ，是高电平控制有效。因而，只要S=1，必然为0，即Q=1， 置位。同理，只要R=1， 必有Q=0，复位。而NAND式RS-Latch是以 与非门为基础的。NAND的主要特点是“有低出高” ，是低电平控制 有效。因而，只要R=0，必有Q=1。故Q=1并不是由S=1来置位的，而 是由R=0来置位的。同理，只要S=0，必有 Q =1，即Q=0。
Qn+1=Dn 上式实际上就是标准的D触发器的特性方程式。
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14.2.3 DFF1 (续)
然而，这种DFF同往常的DFF是有区别的，
首先，在这种DFF中，信息是存放在电容器中的， 而不是存放在双稳态锁存器中的。整个电路是开环 的，没有正反馈，没有锁存机理，它只是个传输门 和两个反相器交替级联而成。
图14.9
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14.2.3 DFF1
上面介绍动态移位寄存器时已经发现，动态移位寄存器是两级一组的。如 果我们任意截取两级，如图14.11所示。
图 14.11
马上又发现它在非第常二类相似于2期主间从，锁数存据器就。传在到1C作2，用且下获，得将输数出据。D输入电容C1， 假定输出状态用Q表示，那么下一个状态Q就是当前的输入状态D，即
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14.2.2 动态移位寄存器(续)
另外，时钟1与2之间应 有间歇，否则由于时钟的 偏移或时钟倾斜都会引起 两相时钟重叠。如右图所 示。在重叠期间，所有的 开关全都接通，输入数据 就会直接穿透到输出端， 从而失去存储和移位的功 能。
因此，必须专门设计非重 叠时钟，在允许的偏斜 (Skew) 和 Slow 范 围 内 正 常 工作。
对主锁存器有
RSMM
D D
在=0节拍，RM=0，SM=0，查真值表可知，它对QM和QM没有作 用，即QM和QM仍保持为原先状态。
在=1节拍，RM=D，SM=D，是互补的，于是，
Q
M
SM
D
Q M R M D
由此可见，输入数据D，在=1时刻已被锁存到主锁存器的 QM 处。
对从锁存器有
RSSS
注意到这些差别后，我们就可以灵活地使用这 两种RS-Latch。
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14.1.2 动态记忆元件
除了静态记忆元件外，MOS工艺又提供了动态记忆元件，这是双 极型工艺所没有的。
静态记忆系统中，只要电源是接通的，静态记忆元件就会记住已
有的状态。在动态记忆系统中，动态记忆元件只能记住一段时间， 大约12ms，过后就不保证了。为了要长期记住已有的状态，就
相与的门客观上也能起选通和整形的作用，并为后面的连接提
供一个良好的接口。
注意：上述的主从移位寄存器尽管是加时钟的，它仍然是一种 静态的移位寄存器。因为那个时钟仅仅是移位信号，而不是作 为动态控制之用，只要电源不断，状态就永远保持。
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14.2.2 动态移位寄存器
时钟周期，通常又分为若干个节拍(Sub-periods)或相(Phase)， 以提供细微的时间单元。 时钟波形是很重要的，因为它会影响同步的质量。 时钟发生器应是低阻抗的，有足够的驱动能力。
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14.2 移位寄存器和锁存器
14.2.1 静态主从式移位寄存器