Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 第五章数字集成电路基本模块 5.1组合逻辑电路
第五章 数字集成电路基本模块 5.1 组合逻辑电路 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 组合逻辑电路 ■组合逻辑电路基础 多路器和逆多路器 ■编码器和译码器
组合逻辑电路 组合逻辑电路基础 多路器和逆多路器 编码器和译码器 2 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 组合逻辑电路 ■对于组合逻辑电路,若电路有m个输入Ⅺ,,……,Ⅻ,产生 n个输出信号y,y2, ■则输出与输入之间的关糸可以表示为 ￥=F(X H1 X 组合 逻辑电路
组合逻辑电路 对于组合逻辑电路，若电路有m个输入x1,x2,……,xm,产生 n个输出信号y1,y2,……,yn, 则输出与输入之间的关系可以表示为： Y=F（X） 1x 3 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 组合逻辑电路 ■组合逻辑电路单元设计的基本过程是: 1)列出真值表 2)逻辑表达式 3)适当的结构形式 )逻辑图和电路图 5)每个器件的参数 6)验证功能和性能
组合逻辑电路单元设计的基本过程是 ： 1）列出真值表 2）逻辑表达式 3）适当的结构形式 4）逻辑图和电路图 5）每个器件的参数 6）验证功能和性能 组合逻辑电路 4 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 组合逻辑电路 ■组合逻辑电路基础 多路器和逆多路器 ■编码器和译码器
组合逻辑电路 组合逻辑电路基础 多路器和逆多路器 编码器和译码器 5 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 多路器和逆多路器 多路器(MUX):通过控制信号从多个数据来 中选摔一个传送出去。 ■逆多路器(DEMUⅩ):根据控制信号把一个 数据送到多个输出端中的某一个。 选信 选择信号 MUX Hr x DEMUX: Xm ◆控制信号的位数应满足:2n=m
多路器（MUX）：通过控制信号从多个数据来 源中选择一个传送出去。 逆多路器（DEMUX）：根据控制信号把一个 数据送到多个输出端中的某一个。 2n m 多路器和逆多路器 控制信号的位数应满足： 6 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 四一多路器 真值表Y=S1S0D0+S51+SS02+SD3 S1 s0 Y 直接的实现方式:用一个与 00D0 或非门加一个输出反相器 优点:用反相器作輪出级有较好的 01D1 输出驱动能力 ■10D2缺点:第一级的与或非门扇入糸数 11D3 太大,将严重影响电路性能 考虑:总的管子数目,采用对称设计 的面积?
s1 s0 Y 0 0 D0 0 1 D1 1 0 D2 1 1 D3 四选一多路器 真值表 Y s s D s s D s s D s s D 1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3 直接的实现方式：用一个与 或非门加一个输出反相器 优点：用反相器作输出级有较好的 输出驱动能力 缺点：第一级的与或非门扇入系数 太大，将严重影响电路性能 考虑: 总的管子数目,采用对称设计 的面积? 7 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 四选一多路器:互补CMOS结构 另辟蹊径:做变换Y=SSD+SD+SSD2+SD ES, (S,Do+SoD)+S,So D,+SoD) +)+8」[2+2)+ Do =(S0D+SD1)s1+(S0D2+S0D3)S D D S 优点:逻辑门简化,有 利于减小面积。用3个相 同逻辑门,便于版图设计 So So 缺点:用与或非门儆输 出级,輪出驱动能力差
另辟蹊径：做变换 四选一多路器 ：互补CMOS结构 优点：逻辑门简化，有 利于减小面积。用3个相 同逻辑门,便于版图设计 缺点：用与或非门做输 出级，输出驱动能力差。 1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3 1 0 0 0 1 1 0 2 0 3 0 0 0 1 1 0 2 0 3 1 0 0 0 1 1 0 2 0 3 1 = ( ) ( ) = ( ) ( ) =( ) ( ) Y s s D s s D s s D s s D s s D s D s s D s D s D s D s s D s D s s D s D s s D s D s 8 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software ttp//www.foxitsoftware.comForevaluationonly 四位CMOS二选一多路器 Es Y3NY0 0 0 0 A3~A0 B3~B0 Y,=E(SA,+SB,)+45 改进:如输入、输出 缓冲器。 最终实现方亲: Y1=E·(SA+SB,)
E S Y3~Y0 1 0 0 1 1 0 0 0 A3~A0 0 1 B3~B0 四位CMOS二选一多路器 Y E S A S B i i i ( ). Y E S A S B i i i 改进：加输入、输出 缓冲器 。 最终实现方案： 9 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only
Generated by Foxit PDF Creator Foxit Soft ttp//www.foxitsoftware.comForevaluation 四选一多路器和逆多路器:传输门结构 St Y=S1 oD+S, oD+S, SoD2+S SoD3 ◆优点:电路简化,版图规整D 缺点:高电平有损失,輪出驱D1 动能力差。 用CMOS代替NMos,避免 高电平损失; 将上述电路的/O颠倒 使用,就是逆多路器
四选一多路器和逆多路器：传输门结构 Y s s D s s D s s D s s D 1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3 用CMOS代替NMOS, 避免 高电平损失； 优点：电路简化，版图规整 缺点：高电平有损失，输出驱 动能力差。 将上述电路的I/O颠倒 使用，就是逆多路器。 10 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only