数字设计第一章

Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.4 Electronic Aspects of Digital Design (数 字设计的电子技术)
How
to realize Logic 0 and 1 in a Real circuit?
1.6 Integrated Circuits （集成电路，IC）

Small-Scale Integration (SSI，小规模集成): 1-20 Gates

Medium-Scale Integration (MSI，中规模集成):
20-200 Gates

Large-Scale Integration (LSI，大规模集成):
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.9 Printed-Circuit Boards (PCB, 印制电路板)
18
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.5 Software Aspects of Digital Design (数 字设计的软件技术)



Fra Baidu bibliotek20
Device Physics Level (器件物理层） IC Manufacturing Process Level （IC 制造过程级） Transistor Level (晶体管级） Gates Structure Level (门电路结构级） Logic Design Level （逻辑设计级） Overall System Design （整体系统设计）
Gate Array
Field-Programmable
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(FPGA, 现场可编程门阵列）
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.7 Programmable Logic Devices (可编程逻辑器件)
PLD
PLD
PLD
PLD
可编程互连
Vacuum
of Digital Electronic Aspects (数字电子技术的发展)
Tube, Transistor, and Integrated Circuit [电子管、晶体管、集成电路（ IC ）] Large-Scale/Very Large-Scale Integration [ 大∕ 超大规模集成电路（ LSI / VLSI ）]
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 7400 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 7411 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 7402 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 7420 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 7404 Vcc 14 13 12 11 10 9 8 GND 7421 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 7408 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 7430 Vcc 14 13 12 11 10 9 8 GND 1 2 3 4 5 6 7 7410 Vcc 14 13 12 11 10 9 GND 8 7432 1 Vcc 2 3 4 5 6 7 GND 14 13 12 11 10 9 8
Programmable
Logic Array
(PLA, 可编程逻辑阵列)
Programmable Programmable
Array Logic (PAL, 可编程阵列逻辑) Logic Device
(PLD, 可编程逻辑器件)
Complex
PLD (CPLD, 复杂可编程逻辑器件)
PLD
PLD
PLD
PLD
＝ 逻辑块
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.9 Printed-Circuit Boards (PCB, 印制电路板)



Printed-Wiring Boards (PWB,印制线路板) Surface-Mount Technology (SMT, 表面安装技术) Multi-Chip Module (MCM, 多芯片模块）
1.6 Integrated Circuits （集成电路，IC）
Dual In-line-pin Package (DIP, 双列直插式封 装)(P13)
引脚1 引脚28 引脚1 引脚1 引脚14
" 0.1
引脚20
" 0.1
引脚8
0. 3" 0 .3 "
引脚11
0 .6 "
引脚15
" 0.1
11
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
(非再现工程成本）: $30,000 - $50,000

Custom IC (全定制IC）NRE Cost:
Over $250,000
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.7 Programmable Logic Devices (可编程逻辑器件)
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.6 Integrated Circuits （集成电路，IC）
Wafer(单晶硅片）－》Die
(模片）
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
How
The
8
association between Digital and Analog
(数字与模拟之间的关系)
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.2 Analog versus Digital
(模拟与数字)
Development
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.8 Application-Specific ICs [专用集成电路（ASIC）]

Semi-Custom IC (半定制IC) Non-Recurring Engineering (NRE) Cost
200-200,000 Gates Very Large-Scale Integration (VLSI，超大规模集 成): Over 1,000,000 Transistors

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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.6 Integrated Circuits （集成电路，IC）
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.2 Analog versus Digital (模拟与数字)
模拟量： 其变化在时间或数值上 是连续的 数字量： 其变化在时间和数量上 都是离散的 数值大小是某一个最小 数量单位的整数倍
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
(逻辑上的 0 和 1 在物理上如何实现？)
What
is the range of analog value with each logic value(0 or 1) [什么电平范围对应逻辑 0（或 1）？]
to produce and figure out the signal in a proper range? (如何正确产生和识别处于适当范围的信号？)
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
数字逻辑设计及应用
任课教师：李春梅 电子科技大学电子工程学院 cmli@ee.uestc.edu.cn
清水河校区办公室：61830102
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)

Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
Reproducibility
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of Results [结果再现性（稳定可靠、精度更高）] Ease of design, Flexibility, and Functionality (易于设计，灵活性和功能性) Programmability [可编程性（具有“智能”）] Speed, Economy, and Steadily Advancing Technology (快速、经济性、稳步发展的技术)
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
Chapter 1 Introduction (引言)
1.1
About Digital Design(关于 “ 数字 设计 ”)
Another name “Logic Design”. The goal of design is to Build System. Digital Design is engineering, and engineering means “Problem Solving”.

Software tools help to improve the designer’s productivity, the correctness and quality designs. Several Software Tools (几种软件工具 P9）
( 软件工具有助于提高设计的效率、正确性和质量。)
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.3 Digital Devices (数字器件)
(a) (b) (c)
0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1
0 1
1 0
1
1

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（a）与门
数字器件 （b）或门 （c）非门或反相器

Pspise,multisim:
Protel,PowerPCB:
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电路仿真
制版布线软件
QuatusII(MaxPlus),ISE: VHDL,Vrilog HDL
Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.10 Digital Design Levels （数字设计层次）
课程简介
“数字逻辑设计及应用”课程历来是我校的重要专业 基础课程之一，是研究数字系统设计的入门课程。 通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑电路的基 本理论和基本分析方法，为学习后续课程准备必要的电 路知识。 本课程在培养学生严肃认真的科学作风和抽象思维 能力、分析计算能力、总结归纳能力等方面起重要作用。 在本课程中，将介绍数字逻辑电路的分析设计方法 和基本的系统设计技巧；培养同学综合运用知识分析解 决问题的能力和在工程性设计方面的基本素养。通过实 验的方式，使同学深入了解和掌握数字逻辑电路的设计 分析方法和电路的运用过程。
1、定义
2、数字信号抗干扰能力强
3 、晶体管的工作状态
4、数字电路和模拟电路的分析方 法不同
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
1.2 Analog versus Digital (模拟与数字) Digital Circuits over Analog Ones (数字系统及其优越性)
1.2 Analog versus Digital (模拟与数字)
原始信号
衰减
放大
模拟信号在传输过程中失真 数字信号仍然可以保持 0、1
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Digital Logic Design and Application (数字逻辑设计及应用)
区别：
1.2 Analog versus Digital (模拟与数字)