时序逻辑电路分析举例资料

时序逻辑电路分析例题

1、分析下图时序逻辑电路。

解：

1、列出驱动方程：111==K J

1//122Q A AQ K J +==

2、列出状态方程：

将驱动方程代入JK 触发器的特性方程Q K JQ Q //*+=得：

/1*1Q Q =

212/1//21//2/1*2Q AQ Q Q A Q Q A Q AQ Q +++=

3、列出输出方程：

21//2/1Q Q A Q AQ Y +=

4、列出状态转换表：（1）当A=1时：

根据：/1*1Q Q =；21/2/1*2Q Q Q Q Q +=；/2/1Q Q Y =得：

（2）当A=0时：

根据：/1*1Q Q =；2/1/21*2

Q Q Q Q Q +=；21Q Q Y =得：

5、画状态转换图：

6、说明电路实现的逻辑功能：

此电路是一个可逆4进制（二位二进制）计数器，CLK 是计数脉冲输入端，A 是加减控制端，Y 是进位和借位输出端。当控制输入端A 为低电平0时，对输入的脉冲进行加法计数，计满4个脉冲，Y 输出端输出一个高电平进位信号。当控制输入端A 为高电平1时，对输入的脉冲进行减法计数，计满4个脉冲，Y 输出端输出一个高电平借位信号。

2、如图所示时序逻辑电路，试写出驱动方程、状态方程，画出状态图，说明该电路的功能。

解：驱动方程

?=⊕=1010K Q X J n ???=⊕=11

1K Q X J n 状态方程

()()n n n n n n n n n n n n n

n Q

XQ Q Q X Q Q X Q

Q Q X Q Q X Q Q X Q 0

010110

11+=⊕=+=⊕=++

1J 1K C1

Q 0

Q CP

FF 1

FF 0

输出方程

()01Q Q X Z ⊕=

1、状态转换表，如表所示。状态转换图，略。

2、

这是一个3进制加减计数器，当X=0时为加计数器，计满后通过Z 向高位进位；X=1时为减计数器，计满后通过Z 向高位借位；能自启动。

例3、分析下图所示的计数器电路（设初始状态是0），要求（1）画出状态转换图。（2）画出时序图。

（3）说明是多少进制计数器。

答：（1）

（2）时序图

4、分析下图所示时序逻辑电路，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路实现的的逻辑功能。A 为输入变量。

解：

（1）列写方程驱动方程：触发器的驱动方程为：

/11Q D = 212Q Q A D ⊕⊕=

Q 0Q

〉 1J 1K

C1 Q

FF0 〉

1J 1K

C1 Q

FF1

（2）列写方程驱动方程：触发器的特性方程为：D Q =*

将驱动方程代入特性方程可得状态方程为：

/11*1Q D Q ==

212*2Q Q A D Q ⊕⊕==

（3）列写输出方程： /2/121/Q AQ Q Q A Y +=

（4）列出状态转换表：当A=1时：

根据：/1*1Q Q =；21/2/1*2Q Q Q Q Q +=；/2/1Q Q Y =得：

当A=0时：

根据：/1*1Q Q =；2/1/21*2

Q Q Q Q Q +=；21Q Q Y =得：

（5）画状态转换图：

（6）说明电路实现的逻辑功能：（2分）

此电路是一个可逆4进制计数器，CLK是计数脉冲输入端，A是加减控制端，Y 是进位和借位输出端。当控制输入端A为低电平0时，对输入的脉冲进行加法计数，计满4个脉冲，Y输出端输出一个高电平进位信号。当控制输入端A为高电平1时，对输入的脉冲进行减法计数，计满4个脉冲，Y输出端输出一个高电平借位信号。

集成电路测试原理及方法

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 集成电路测试原理及方法简介院系：电气工程及自动化学院姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 设计时间： XXXXXXXXXX

摘要随着经济发展和技术的进步，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节，是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路基础设计是集成电路产业的一门支撑技术，而集成电路是实现集成电路测试必不可少的工具。本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状，接着介绍了数字集成电路的测试技术，包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样，最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。关键词：集成电路；研究现状；测试原理；测试方法

目录一、引言 (4) 二、集成电路测试重要性 (4) 三、集成电路测试分类 (5) 四、集成电路测试原理和方法 (6) 4.1.数字器件的逻辑功能测试 (6) 4.1.1测试周期及输入数据 (8) 4.1.2输出数据 (10) 4.2 集成电路生产测试的流程 (12) 五、集成电路自动测试面临的挑战 (13) 参考文献 (14)

一、引言随着经济的发展，人们生活质量的提高，生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关，这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元，2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元，专家预测今后的几年随着消费的增长，对集成电路的需求必然强劲。因此，世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。二、集成电路测试重要性随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的补偿，所以应寻求的是质量和经济的相互制衡，以最小的成本满足用户的需要。作为一种电子产品，所有的芯片不可避免的出现各类故障，可能包括：1.固定型故障；2.跳变故障；3.时延故障；4.开路短路故障；5桥接故障，等等。测试的作用是检验芯片是否存在问题，测试工程师进行失效分析，提出修改建议，从工程角度来讲，测试包括了验证测试和生产测试两个主要的阶段。

时序逻辑电路在实际中的应用

时序逻辑电路在实际中的应用时序逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路，其特点是电路任何一个时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，而且与电路的原状态有关，具有记忆功能。构成组合逻辑电路的基本单元是逻辑门，而构成时序逻辑电路的基本单元是触发器。时序逻辑电路在实际中的应用很广泛，数字钟、交通灯、计算机、电梯的控制盘、门铃和防盗报警系统中都能见到。主要介绍典型的时序逻辑部件：集成计数器的识别与应用，集成寄存器的识别与应用；时序逻辑电路的分析和设计。计数器在计算机及各种数字仪表中应用广泛，具有记忆输入脉冲个数的功能，还可以实现分频、定时等。计数器种类繁多，按技术体制可分为二进制计数器和N进制计数器；按增减趋势可分为加计数器和减计数器；按技术脉冲引入方式可分为同步计数器和异步计数器。同步计数器的特点是构成计数器的所有触发器共用同一个时钟脉冲，触发器的状态同时更新，计数速度快；而异步计数的特点是构成计数器的触发器不共用同一个时钟脉冲，所有触发器更新状态的时刻不一致，计数速度相对较慢。在实际应用中，计数器是以集成电路形式存在的，主要有集成二进制计数器、集成十进制计数器两大类，其他进制计数器可由它们通过外电路设计来实现。在每一大类计数器中，又以同步与异步、加计数与可逆计数来细分。寄存器具有接收数码、存放或传递数码的功能，由触发器和逻辑门组成。其中，触发器用来存放二进制数，逻辑门用来控制二进制数的接收、传送和输出。由于一个触发器只能存放1位二进制数，因此，存放n位二进制数的n位寄存器，需要n个触发器来组成。寄存器有数码寄存器和移位寄存器2种。输入输出方式有并入-并出、并入-串出、串入-并出、串入-串出4种。当寄存器的每一位数码由一个时钟脉冲控制同时接收或输出时，称为并入或并出。而每个时钟脉冲只控制寄存器按顺序逐位移入或移出数码时，称为串入或串出。移位寄存器除了具有存储数码的功能以外，还具有移位功能。所谓移位功能，是指寄存器里存储的数码能在时钟脉冲作用下依次左移或右移。因此，移位寄存器不仅可以用来寄存数码，而且可以用来实现数码的串行-并行转换。时序逻辑电路的分析实际上是一个读图、识图的过程，就是根据给定的时序逻辑电路，通过分析其状态和输出信号在输入变量和时钟作用下的转换规律，理解其逻辑功能和工作特性。时序逻辑电路的设计是时序逻辑电路分析的逆过程，就是根据给定的逻辑问题，设计出满足要求的时序逻辑电路。设计时序逻辑电路的任务就是根据给定的逻辑问题，设计出满足要求的时序逻辑电路。在实际应用中，常用集成触发器和门电路配合来设计时序逻辑电路。通常，电路设计最简的标准是：所用的触发器和门电路的数量以及门的输入端数目尽可能少。 1. 时序逻辑电路分析的一般步骤时序逻辑电路分析的一般步骤可归纳为：写方程式、求状态方程、进行计算、画状态转换图（或状态转换表）、确定电路的逻辑功能等。 1）写方程式仔细观察、分析时序电路，然后再逐一写出以下3个方程。 ①时钟方程：各个触发器时钟信号的逻辑表达式。 ②输出方程：时序电路各个输出信号的逻辑表达式。 ③驱动方程：各个触发器输入端信号的逻辑表达式。 2）求状态方程把驱动方程代入相应触发器的特性方程，即可求出时序电路的状态方程。

时序逻辑电路的组成及分析方法案例说明

时序逻辑电路的组成及分析方法案例说明一、时序逻辑电路的组成时序逻辑电路由组合逻辑电路和存储电路两部分组成，结构框图如图5-1所示。图中外部输入信号用X （x 1，x 2，… ，x n ）表示；电路的输出信号用Y （y 1，y 2，… ，y m ）表示；存储电路的输入信号用Z （z 1，z 2，… ，z k ）表示；存储电路的输出信号和组合逻辑电路的内部输入信号用Q （q 1，q 2，… ，q j ）表示。 x x y 1 y m 图8.38 时序逻辑电路的结构框图可见，为了实现时序逻辑电路的逻辑功能，电路中必须包含存储电路，而且存储电路的输出还必须反馈到输入端，与外部输入信号一起决定电路的输出状态。存储电路通常由触发器组成。 2、时序逻辑电路逻辑功能的描述方法用于描述触发器逻辑功能的各种方法，一般也适用于描述时序逻辑电路的逻辑功能，主要有以下几种。（1）逻辑表达式图8.3中的几种信号之间的逻辑关系可用下列逻辑表达式来描述： Y =F (X ，Q n ) Z =G (X ，Q n ) Q n +1=H (Z ，Q n ) 它们依次为输出方程、状态方程和存储电路的驱动方程。由逻辑表达式可见电路的输出Y 不仅与当时的输入X 有关，而且与存储电路的状态Q n 有关。（2）状态转换真值表状态转换真值表反映了时序逻辑电路的输出Y 、次态Q n +1与其输入X 、现态Q n 的对应关系，又称状态转换表。状态转换表可由逻辑表达式获得。（3）状态转换图

状态转换图又称状态图，是状态转换表的图形表示，它反映了时序逻辑电路状态的转换与输入、输出取值的规律。（4）波形图波形图又称为时序图，是电路在时钟脉冲序列CP的作用下，电路的状态、输出随时间变化的波形。应用波形图，便于通过实验的方法检查时序逻辑电路的逻辑功能。二、时序逻辑电路的分析方法 1.时序逻辑电路的分类时序逻辑电路按存储电路中的触发器是否同时动作分为同步时序逻辑电路和异步时序逻辑电路两种。在同步时序逻辑电路中，所有的触发器都由同一个时钟脉冲CP控制，状态变化同时进行。而在异步时序逻辑电路中，各触发器没有统一的时钟脉冲信号，状态变化不是同时发生的，而是有先有后。 2.时序逻辑电路的分析步骤分析时序逻辑电路就是找出给定时序逻辑电路的逻辑功能和工作特点。分析同步时序逻辑电路时可不考虑时钟，分析步骤如下：（1）根据给定电路写出其时钟方程、驱动方程、输出方程；（2）将各驱动方程代入相应触发器的特性方程，得出与电路相一致的状态方程。（3）进行状态计算。把电路的输入和现态各种可能取值组合代入状态方程和输出方程进行计算，得到相应的次态和输出。（4）列状态转换表。画状态图或时序图。（5）用文字描述电路的逻辑功能。 3.案例分析分析图8.39所示时序逻辑电路的逻辑功能。图8.39 逻辑电路解:该时序电路的存储电路由一个主从JK触发器和一个T触发器构成，受统一的时钟CP控制，为同步时序逻辑电路。T触发器T端悬空相当于置1。（1）列逻辑表达式。输出方程及触发器的驱动方程分别为

实验十 Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计

实验十Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计一．实验目的： 1.同步时序逻辑电路的分析与设计方法 2.掌握时序逻辑电路的测试方法。二．实验原理： 1.Moore同步时序逻辑电路的分析方法：时序逻辑电路的分析，按照电路图（逻辑图），选择芯片，根据芯片管脚，在逻辑图上标明管脚号；搭接电路后，根据电路要求输入时钟信号（单脉冲信号或连续脉冲信号），求出电路的状态转换图或时序图（工作波形），从中分析出电路的功能。 2.Moore同步时序逻辑电路的设计方法：（1）分析题意，求出状态转换图。（2）状态分析化简：确定等价状态，电路中的等价状态可合并为一个状态。（3）重新确定电路状态数N，求出触发器数n，触发器数按下列公式求：2n-1

（7）利用卡诺图如图2，求状态方程、驱动方程。（8）自启动检验：将各无效状态代入状态方程，分析状态转换情况，画出完整的状态转换图，如图3所示，检查是否能自启动。

集成电路分析与设计实验

集成电路分析与设计实验报告班号：_________ 学号：_____ 姓名：___ 成绩：___________________ 完成日期：年月

目录实验2：Linux环境下基本操作 (1) 实验3：RTLCompiler对数字低通滤波器电路的综合 (3) 实验4: NC对数字低通滤波器电路的仿 (6)

实验2：Linux环境下基本操作集成电路设计发展过程中，EDA工具对设计效率的提高起到了巨大推动作用，继而成为现代集成电路设计中不可或缺的一环。用于集成电路设计的EDA工具多数基于UNIX、Solaris、linux平台。为了帮助同学学习和使用基于此类平台的集成电路EDA 工具，本实验介绍了linux下的基本操作、命令等。本实验是实验3和实验4的必要组成部分。实验中主要对命令行模式下的linux基本操作作了介绍。命令行模式简单易行，是理解基于脚本的高效率使用EDA工具的方法的基础。一、目的： 1. 熟悉linux文件、目录管理命令； 2. 熟悉linux文件链接命令； 3. 熟悉linux下文件编辑命令。二、实验设备与软件集成电路设计终端 Linux RedHat 9 三、实验内容和步骤 1. 系统登陆启动计算机，选择启动linux 输入用户名：cdsuser，输入密码：cdsuser 至此，完成系统启动，并作为用户cdsuser登录一下简述各种操作。 2. 创建终端和工作文件夹在桌面区域单击右键，选择New Terminal，至此进入命令行模式（可根据需要打开多个）键入察看当前目录命令： pwd ↙ 说明：此时出现的是当前用户的根文件夹路径。路径指的是一个文件夹或文件在系统中的位置。Linux根路径为“/”;当前路径为“./”; 当前路径的上一级路径为“../”。使用从根路径开始的路径名称成为绝对路径，如“/home/holygun/”。利用“../”，“./”等方式定义的路径名称成为相对路径，如“../holygun/”。键入察看当前目录文件命令： ls↙ 说明：此时列出的是当前目录下的文件和子文件夹列表键入创建文件夹命令： mkdir [学号]↙ 说明：以你的学号为名建立工作文件夹，所有实验工作应在此文件夹中完成。以防

时序逻辑电路(

第六章时序逻辑电路内容提要【熟悉】触发器四种电路结构及动作特点,四种逻辑功能及其逻辑关系、逻辑符号,逻辑功能的四种描述方法【掌握】时序电路的特点和一般分析方法【熟悉】寄存器的功能、分类及使用方法, 双向移位寄存器的级联【掌握】计数器的功能和分类,级联法、置位法构成N进制计数器【掌握】555定时器构成三种电路的工作特点、连接方法及主要参数一．一．网上导学二．二．典型例题三．三．本章小结四．四．习题答案网上导学 §6.1时序逻辑电路的特点时序逻辑电路的特点：任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关，所以时序电路具有记忆功能。在第五章中，向大家介绍了组合电路。组合电路的特点是其任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态。２．时序电路逻辑功能描述方法在上面给出的时序电路结构框图中，包括组合逻辑电路和具有记忆功能的存储电路。输出变量y1，y2，y3。。。。y b，合称输出矢量Y(t)。输入变量x1，x2，x3。。。。x a，合称输入矢量X(t)。同样，存储电路的输入、输出称之为矢量P(t)和矢量Q(t)

按照结构图，我们可以列出三组方程：设tn+1，tn分别为相邻的两个离散的时间瞬间。矢量Y(tn)是X(tn)，Q(tn)的函数，称输出方程。矢量P(tn)是X(tn)，Q(tn)的函数，称驱动方程。矢量Q(tn+1)是P(tn)，Q(tn)的函数，称状态方程。本节问答题 1．1．什么叫组合逻辑电路？ 2．2．什么叫时序逻辑电路？ 3．3．它们在逻辑功能和电路结构上各有什么特点？ 4．4．在时序电路中，时间量tn+1，tn各是怎样定义的？描述时序电路功能需要几个方程，它们各表示什么含义？ §６.２触发器在这一节中,向大家介绍一种最基本的存储电路触发器（flip-flop）。触发器具有以下基本特点：（１）具有两个稳定的（０和１）状态，能存储一位二进制信息；（２）根据不同的输入，可将输出置成０或１状态；（３）当输入信号消失后，被置成的状态能保存下来。６.2.1 基本ＲＳ触发器一．电路结构及逻辑符号在本书第三章里，我们讲了各种门电路，若把两个反相器按照a 图的形式连接起来，可以看出，A点和B点信号是反相的，而A点和C点始终保持同一电平。这样，可以把A，C视为同一点（下面的b 图和c图）。在C图中，A，B两点始终反相，而且电路状态稳定，在没有外界干扰或者触发的状态下，电路能够保持稳定的输出。(这一

同步时序逻辑电路的分析方法

时序逻辑电路的分析方法时序逻辑电路的分析：根据给定的电路，写出它的方程、列出状态转换真值表、画出状态转换图和时序图，而后得出它的功能。同步时序逻辑电路的分析方法同步时序逻辑电路的主要特点：在同步时序逻辑电路中，由于所有触发器都由同一个时钟脉冲信号CP来触发，它只控制触发器的翻转时刻，而对触发器翻转到何种状态并无影响，所以，在分析同步时序逻辑电路时，可以不考虑时钟条件。 1、基本分析步骤 1）写方程式：输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。 2）列状态转换真值表：将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。如现态的起始值已给定时，则从给定值开始计算。如没有给定时，则可设定一个现态起始值依次进行计算。 3）逻辑功能的说明：根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4）画状态转换图和时序图：状态转换图：是指电路由现态转换到次态的示意图。时序图：是在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。 5）检验电路能否自启动关于电路的自启动问题和检验方法，在下例中得到说明。

2、分析举例例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。解：由上图所示电路可看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上。因此，它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。 ①写方程式：输出方程：驱动方程：状态方程： ②列状态转换真值表：状态转换真值表的作法是：从第一个现态“000”开始，代入状态方程，得次态为“001”，代入输出方程，得输出为“0”。

时序逻辑电路分析举例

时序逻辑电路分析例题 1、分析下图时序逻辑电路。解： 1、列出驱动方程：111==K J 1//122Q A AQ K J +== 2、列出状态方程：将驱动方程代入JK 触发器的特性方程Q K JQ Q //*+=得： /1*1Q Q = 212/1//21//2/1*2Q AQ Q Q A Q Q A Q AQ Q +++= 3、列出输出方程： 21//2/1Q Q A Q AQ Y += 4、列出状态转换表：（1）当A=1时：根据：/1*1Q Q =；21/2/1*2Q Q Q Q Q +=；/ 2/1Q Q Y =得：

（2）当A=0时：根据：/1*1Q Q =；2/1/21*2 Q Q Q Q Q +=；21Q Q Y =得： 5、画状态转换图： 6、说明电路实现的逻辑功能：此电路是一个可逆4进制（二位二进制）计数器，CLK 是计数脉冲输入端，A 是加减控制端，Y 是进位和借位输出端。当控制输入端A 为低电平0时，对输入的脉冲进行加法计数，计满4个脉冲，Y 输出端输出一个高电平进位信号。当控制输入端A 为高电平1时，对输入的脉冲进行减法计数，计满4个脉冲，Y 输出端输出一个高电平借位信号。 2、如图所示时序逻辑电路，试写出驱动方程、状态方程，画出状态图，说明该电路的功能。

()()n n n n n n n n n n n n n n Q XQ Q Q X Q Q X Q Q Q X Q Q X Q Q X Q 0 1 1 1 1 010110 11+=⊕=+=⊕=++ 输出方程 ()01Q Q X Z ⊕= 1、状态转换表，如表所示。状态转换图，略。 CP X Z

实验四：时序逻辑电路的应用

时序逻辑电路的应用 ●实验目的： 1．实现0-9十进制数计数（使用74LS90，74LS47芯片）；2．实现六进制数计数（使用74LS90，74LS47芯片，异步置零）；3．实现0 2 4 6 8 1 3 5 7 9 的计数。 ●实验原理： 1．要使数字显示译码器显示0-9的计数，必须在输入端接入74LS47译码器的输出，而该译码器需要在输入端引入 8421BCD码；这样以来，需要用74LS90输出8421BCD码，可通过以下过程实现：时钟信号 CP1（输入） Q0（输出） CP2 （输入） Q3Q2Q1Q0（输出8421BCD码，Q3为最高位）。电路图如图一：图表1

2．列出74LS90的输出的8421BCD 码与数字显示译码器译码器显示数字之间的关系：从这张表格我们可以看到：当输出为0110时，输出应该自动清零；同时我们发现，该时刻Q 2 Q 1同时为一，之前的其它组合并没有这个特点；而且74LS90有两个清零端RV1和RV2，当同时为一是，便自动清零。于是我们只需要将Q 2 Q 1反馈到RV1 RV2，同时74LS4 D 端接地，便能实现六进制数计数。电路图如图二：图表 2 3．列出74LS90的输入与数字显示译码器译码器显示数字之间 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 显示 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 1 1 0 0（6）

的关系和5421BCD 码：观察以上两张表：将右表的Q 0列移动至最后一列，便得到左表，由此我们可以用74LS90产生5421BCD 码，然后将最高位接入74LS47的最低位A 端，其余依次由高到低接入D C B 。 5421BCD 码的产生方法为：时钟信号 CP 2（输入） Q 3 （输出） CP 1（输入） Q 0Q 3Q 2Q 1（输出5421BCD 码，Q 0为最高位）。电路图如下图： Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 显示 0 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 1 0 0 4 0 1 1 0 6 1 0 0 0 8 0 0 0 1 1 0 0 1 1 3 0 1 0 1 5 0 1 1 1 7 1 1 9 Q 0 Q 3 Q 2 Q 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1

集成电路复习总结

1、中英名词解释（1）IC（Integrated Circuit）：集成电路，是指通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容、电感等无源器件，按照一定的电路互联，“集成”在一块半导体晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的一种器件。（2）摩尔定律（Moore's Law）：芯片上晶体管数目每隔18个月翻一番或每三年翻两番，性能也会增加一倍。（3）SOC（system on chip）：在一个微电子芯片上将信息的采集、传输、存储、处理等功能集成在一起而构成系统芯片。（4）EDA（Electronic-System Design Automation）：电子设计自动化（5）能带：能量越高的能级，分裂的能级越多，分裂的能级也就相邻越近，这些邻近的能级看起来就像连续分布，这样的多条相邻近的能级被称为能带（6）本征半导体：是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。（经过一定的工艺过程将纯净的半导体制成的单晶体称为本征半导体。导带中的自由电子与价带中的空穴都能参与导电。）（7）肖特基接触：金属与半导体接触并且金属的费米能级低于N型半导体或高于P型半导体的费米能级，这种接触为肖特基接触。（8）MESFET：（Metal-Semiconductor Filed Effect Transistor），即金属-半导体场效应晶体管（9）金属-氧化层半导体场效晶体管，简称金氧半场效晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管（field-effect transistor）（10）Spice（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）：集成电路仿真程序，主要用来在电路硬件实现之前读电路进行仿真分析。（11）FPGA(Filed Programmable Gate Array)：现场可编程门阵列。（又称逻辑单元阵列，Logic Cell A）（12）IP（Intellectual Property）：知识产权。通常讲的IP核是指已经设计优化好。经过验证、功能复杂、可以嵌入到其他电路中重复使用的集成电路模块。（13）HBT（Hetro-junction Bipolar Transistor）：异质结双极晶体管（14）短沟道效应：短沟道效应主要是指阈值电压与沟道相关到非常严重的程度。随着沟道长度变的越来越短，阈值电压与沟长及漏电压有着明显的关系。而随着沟长的变短，阈值电压与衬底偏压的关系变弱。P-125 （15）沟通长度调制效应：MOS晶体管中，栅下沟道预夹断后、若继续增大Vds,夹断点会略向源极方向移动导致夹断点到源极之间的沟道长度略有减小，有效沟道电阻也就略有减小，从而使更多电子自源极漂移到夹断点，导致在耗尽区漂移电子增多是Id增大，这种效应称为沟道长度调制效应。（16）电路仿真：将要分析的电路问题列出数学形式的电路方程，然后对电路方程求解。就是设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟，模拟出实际功能，然后通过其分析改进，从而实现电路的优化设计。P-132 （17）电路综合：synthesis 实现在满足设计电路的功能、速度及面积等限制条件下，将行为级描述转化为指定的技术库中单元电路的连接。（18）ASIC（Application Specific Integrated Circuit）：专用集成电路（19）VDSM（Very Deep Sub-micron）：超深亚微米（20）VLSI（Very Large Scale Integration）：超大规模集成电路（21）DRC：design rule check 设计规则检查，最小线宽、最小图形间距、最小接触孔尺寸、栅和源漏区的最小交叠等。 ERC：Electrical Rules Check 电气规则检查，检测有没有电路意义的连接错误，如短路、开路、孤立布线、非法器件等，介于设计规则与行为级分析之间，不涉及电路行为。 LVS：Layout Versus Schematic 电路与版图一致性验证，从版图提取出的电路网表与从原理图得到的网表进行比较，检查两者是否一致。主要用于保证进行电路功能和性能验证之前避免物理设计错误。（22）GDSII：Graphic Data System是一种时序提供格式，用于设计工具、计算机和掩膜制造商之间进行半导体物理制板的数据传输。 tape –out：提交最终GDSII文件加工 Foundry：芯片代工厂（23）RTL:Register Transfer Level 寄存器传输级，用于描述同步数字电路操作的抽象级。 DC:Desing Compiler 设计编译器（用于综合） FM:Form Test 形式验证 APR: Auto Place and Route 自动布局布线

集成电路设计完整流程详解

IC设计完整流程及工具 IC的设计过程可分为两个部分，分别为：前端设计（也称逻辑设计）和后端设计（也称物理设计），这两个部分并没有统一严格的界限，凡涉及到与工艺有关的设计可称为后端设计。前端设计的主要流程： 1、规格制定芯片规格，也就像功能列表一样，是客户向芯片设计公司（称为Fabless，无晶圆设计公司）提出的设计要求，包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。 2、详细设计 Fabless根据客户提出的规格要求，拿出设计解决方案和具体实现架构，划分模块功能。 3、HDL编码使用硬件描述语言（VHDL，Verilog HDL，业界公司一般都是使用后者）将模块功能以代码来描述实现，也就是将实际的硬件电路功能通过HDL语言描述出来，形成RTL（寄存器传输级）代码。 4、仿真验证仿真验证就是检验编码设计的正确性，检验的标准就是第一步制定的规格。看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。规格是设计正确与否的黄金标准，一切违反，不符合规格要求的，就需要重新修改设计和编码。设计和仿真验证是反复迭代的过程，直到验证结果显示完全符合规格标准。仿真验证工具Mentor 公司的Modelsim，Synopsys的VCS，还有Cadence的NC-Verilog均可以对RTL 级的代码进行设计验证，该部分个人一般使用第一个-Modelsim。该部分称为前仿真，接下来逻辑部分综合之后再一次进行的仿真可称为后仿真。 5、逻辑综合――Design Compiler 仿真验证通过，进行逻辑综合。逻辑综合的结果就是把设计实现的HDL代码翻译成门级网表netlist。综合需要设定约束条件，就是你希望综合出来的电路

电子技术习题解答.第8章.触发器和时序逻辑电路及其应用习题解答

第8章触发器和时序逻辑电路及其应用习题解答 8.1 已知基本RS 触发器的两输入端D S 和D R 的波形如图8-33所示，试画出当基本RS 触发器初始状态分别为0和1两种情况下，输出端Ｑ的波形图。图8-33 习题8.1图解：根据基本RS 触发器的真值表可得：初始状态为0和1两种情况下，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.1输出端Ｑ的波形图 8.2 已知同步RS 触发器的初态为0，当S 、R 和CP 的波形如图8-34所示时，试画出输出端Ｑ的波形图。图8-34 题8.2图解：根据同步RS 触发器的真值表可得：初始状态为0时，Ｑ的输出波形分别如下图所示：

习题8.2输出端Ｑ的波形图 8.3 已知主从JK触发器的输入端CP、J和K的波形如图8-35所示，试画出触发器初始状态分别为0时，输出端Ｑ的波形图。图8-35 习题8.3图解：根据主从JK触发器的真值表可得：初始状态为0情况下，Ｑ的输出波形分别如下图所示：习题8.3输出端Ｑ的波形图 8.4 已知各触发器和它的输入脉冲CP的波形如图8-36所示，当各触发器初始状态均为1时，试画出各触发器输出Ｑ端和Q端的波形。

图8-36 习题8.4图解：根据逻辑图及触发器的真值表或特性方程，且将驱动方程代入特性方程可得状态方程。即：（a ）J ＝K ＝1；Ｑn ＋ 1＝n Ｑ，上升沿触发（ｂ）J ＝K ＝1；Ｑn ＋ 1＝n Ｑ，下降沿触发（ｃ）K ＝0，J ＝1；Ｑn ＋ 1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝1，上升沿触发（ｄ）K ＝1，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋ 1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０·Ｑn ＝n Ｑ，上升沿触发（ｅ）K ＝Ｑn ，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋ 1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０＝n Ｑ，上升沿触发（ｆ）K ＝Ｑn ，J ＝n Ｑ；Ｑn ＋ 1＝J n Ｑ＋K Ｑn ＝n Ｑn Ｑ＋０＝n Ｑ，下降沿触发，再根据边沿触发器的触发翻转时刻，可得当初始状态为1时，各个电路输出端Ｑ的波形分别如图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）、（e ）和（f ）所示，其中具有计数功能的是：（a ）、（b ）、（d ）、（e ）和（f ）。各个电路输出端Ｑ的波形与相应的输出端Ｑ的波形相反。习题8.4各个电路输出端Ｑ的波形图

集成电路方案VerilogHDL时序电路方案

个人资料整理仅限学习使用赣南师院物理与电子信息学院集成电路课程设计报告书基于Verilog HDL的时序电路设计姓名：班级：学号：指导老师：陈建萍时间：2018年5月

目录摘要 (1) 关键词 (1) 1引言 (2) 2 时序逻辑电路 (3) 2.1 时序逻辑电路概述 (3) 2.2 同步时序逻辑电路的一般设计方法 (4) 3 设计 (5) 3.1 二进制计数器原理······························································53.1.1 同步二进制加法计数器的原理 (5) 3.2 二进制计数器设计 (6) 3.2.1 四位二进制计数器的设计 (6) 4 硬件描述语言VHDL设计及仿真 (8) 4.1：用VHDL设计四位二进制加法计数器 (8) 4.2：仿真 (9) 4.2.1仿真波形 (9) 4.2.2时序分析 (10) 5体会与展望 (11) 6参考文献 (12) 7 附件 (13)

同步二进制加法计数器的设计与仿真摘要：本文首先介绍了同步时序逻辑电路一般设计步骤,然后在理解和掌握同步二进制计数器原理的基础上，采用传统的设计方法设计出了一个同步四位二进制加法计数器，并且运用软件对四位二进制计数器进行了仿真，根据仿真结果，对时序和波形进行了分析。最后采用VHDL语言设计了一个复杂的四位二进制加法计数器。关键词：时序逻辑电路，同步二进制加法计数器，VHDL语言，仿真 Design and simulation of synchronous binary carry counter Abstract:this paper introduces the ordinary design method of sequential logic circuit at first. Then on the basis of theprinciple and the structure of synchronous binary counters,I designs up a four binary carry counter.The circuit is designed and the simulation of thiscircuit is carried out by. According to the results of the simulation, its waveform and timing delay are analyzed.At last, with the help of VHDL language,I designs up a complex synchronous binary carry counter. Keywords:sequential logic circuit, synchronous binary counters,VHDL language,,simulation

时序逻辑电路课后答案

第六章时序逻辑电路【题】分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。 Y 图P6.3 【解】驱动方程: 11323131233 J =K =Q J =K =Q J =Q Q ;K =Q ?? ??? 输出方程:3Y Q = 将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为: n+11313131n 1 2121221n+1 3321 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +?=+=?=+=⊕??=?e 电路能自启动。状态转换图如图【题】分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图。A 为输入逻辑变量。图A6.3

Y 图P6.5 【解】驱动方程: 12 21212() D AQ D AQ Q A Q Q ?=??==+?? 输出方程: 21Y AQ Q = 将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为: n+1 12 n+1 212() Q AQ Q A Q Q ?=??=+?? 电路的状态转换图如图 1 图A6.5 【题】分析图时序电路的逻辑功能，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动，说明电路能否自启动。说明电路实现的功能。A 为输入变量。

A Y 图P6.6 【解】驱动方程: 11221 1 J K J K A Q ==?? ==⊕? 输出方程: 1212Y AQ Q AQ Q =+ 将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为: n+111 n+1 2 12 Q Q Q A Q Q ?=??=⊕⊕?? 电路状态转换图如图。A ＝0时作二进制加法计数，A ＝1时作二进制减法计数。 01图A6.6 【题】分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。

集成电路复习资料

集成电路复习资料（大国际二班出品）一、名词解释：微电子学：微电子学（Microelectronics）是电子学的一门分支学科，主要是研究电子或离子在固体材料中的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理功能的学科。它以实现电路和系统的集成为目的的。摩尔定律：摩尔定律是由英特尔（Intel）创始人之一戈登·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。特征尺寸：在集成电路领域，特征尺寸是指半导体器件中的最小尺寸。在CMOS 工艺中，特征尺寸典型代表为“栅”的宽度，也即MOS器件的沟道长度。 N型半导体：也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。 IC（Integrated Circuit）：集成电路，缩写为IC；顾名思义，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。 BJT（Bipolar Junction Transistor—BJT）：双极结型晶体管的缩写，又常称为双载子晶体管。它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件，有PNP和NPN 两种组合结构。 MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）：金属 -氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管。 CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）：互补金属氧化物半导体，电压控制的一种放大器件。是组成CMOS数字集成电路的基本单元。 More than Moore：超越摩尔定律也称超摩尔，在无线通信等应用的拉动下，微电子技术不仅按摩尔定律指引的按比例缩小方向发展，逐渐形成了“超摩尔定律”的发展趋势。特点一：采用非CMOS的等比例缩小方法，将集成电感、电容等占据大量PCB空间的无源元件集成在封装内，甚至芯片上，使电子系统进一步小型化，以达到提高性能的目的。特点二：按需要向电子系统集成“多样化”的非数字功能，形成具有感知、通信、处理、制动等功能的微系统。 More Moore：更摩尔，摩尔定律的进一步发展。 DRAM（Dynamic Random Access Memory）：动态随机存取存储器，最为常见的

集成电路中的时钟树综合分析

集成电路中的时钟树综合分析 2012301510055 杨焦电科当前，集成电路工艺发展非常迅速，已从亚微米(015～1μm) 进入到深亚微米(小于015μm) ，进而到超深亚微米(小于0125μm) 。目前，集成电路批量生产的最小线宽已达到0109μm。随着工艺的发展，对集成电路设计的要求也日益提高，尤其是同步数字集成电路的时序问题更备受关注。在同步数字集成电路中，时钟信号为系统中的数据传送提供时间基准，通常是整个芯片中扇出最大、通过距离最长、以最高速度运行的信号，它对于同步系统的运行至关重要，所以，在同步数字系统中时钟信号的特性及其分配网络更被人们所关注。时钟树必须保证在最差条件下关键的时序要求能得到满足，对时钟信号任何不当的控制都可能导致情况紊乱，将错误的数据信号锁存到寄存器中。大部分的同步数字系统由级联的时序寄存器组和每组寄存器之间的组合电路组成。每个数据信号都锁存在一个双稳态寄存器中，该寄存器的使能时钟信号一到达，数据信号就离开双稳态寄存器，穿过组合电路网络进入下一个寄存器，并完全锁存在该寄存器直到下一个时钟信号到达。一个常用数字同步系统的延时单元由以下三个子系统组成:1) 记忆存储元件; 2) 组合逻辑元件; 3) 时钟产生电路和其分配网络(clocktree) 。这三个子系统的相互关系对电路能否获得最好的性能和可靠性起着关键作用。对任意的有序寄存器对R1 、R2 ，其关系可能为以下两种情况之一 : 1) R1 输出不能仅通过一系列组合逻辑元件传输到R2 的输入端; 2) 存在一组组合逻辑元件直接连接R1 的输出端和R2 的输入端。在第一种情况下， R1 输出端的信号变化不影响同一周期内R2 的输入。第二种情况下(用R1 →R2 表示) ， R1 输出端的信号转变将传到R2 的输入端，该情况下R1 、R2 被称为时序相邻的寄存器对，它们组成了一条本地数据路径。如图1[1 ]所示， Ri 和Rf 为一对时序相邻寄存器对，它们分别为本地数据路径的起始和目标寄存器， Ci 、Cf 分别为驱动Ri 和Rf 的时钟信号，这两个时钟信号都由同一个时钟信号源通过时钟树产生。该时钟树用以产生同步于每个寄存器的特定时钟信号。从理论上来说，同步事件在同一时刻发生于所有寄存器上。在这个整体时钟策略的基础上，时钟信号到每个寄存器的时间都基于一个全局时间基准来定义。选择时钟周期使得由起始寄存器产生的最迟信号在激活起始寄存器的时钟沿的下一个时钟沿到来时被锁存到目标寄存器中，故时序数据路径中的任意时序相邻寄存器对所允许的最小时钟周期TCP(min) 和最大时钟频率fmax可由以下公式算出: 1/fmax= TCP(min) = tPD(max) + t skewif + t setup 。其中t skewif = tCi- tCf， tCi 、tCf分别为从时钟源到Ri 和Rf 的时钟延迟，故t skewif 可以为正或者为负(即Ci 超前或滞后Cf) ; tPD(max) 为数据路径的总路径延时，可由以下公式计算出: tPD(max) = tC - Q + tL + t Int ，其中tC - Q为Ci 到达后数据离开起始寄存器所需要的最大时间， tL + t Int为穿过组合逻辑块L 和连线所需要的时间; t setup为寄存器的建立时间。为了保证数据成功锁存进目标寄存器，必须满足两个条件: 1) 在使能时钟沿到达之前的一段时间内数据必须为有效和稳定的，这段时间称为建立时间，即t setup 。 2) 在使能时钟沿到达之后的一段时间内数据必须保持稳定，这段时间称为保持时间，即thold。