绪论 数字电子技术 Fundamentals of Digital Logic Design Fundamentals of Digital Hardware
1 绪 论 数字电子技术 Fundamentals of Digital Logic Design or: Fundamentals of Digital Hardware
回答两个问题 1.为什么要学习“数字电子技术” 自从20世纪60年代出现了第一片集成电路逻 辑门电路以来,相继在70年代单片微处理机,直 到现在集成电路技术发生了突飞猛进的发展。 根据著名的摩尔定律,如今,每1.5至2年集 成电路中晶体管的密度就会翻一番,这给当今社 会的生活带来了翻天覆地的变化,把人们带入到 信息化的时代信息化时代 预计到2012年,每平方毫米硅片面积上将会 有上亿只晶体管,这无疑会给人类社会发展带来 更大的进步!由此可见,该课程的重要性
2 回答两个问题: • 1.为什么要学习“数字电子技术”? 自从20世纪60年代出现了第一片集成电路逻 辑门电路以来，相继在70年代单片微处理机，直 到现在集成电路技术发生了突飞猛进的发展。 根据著名的摩尔定律，如今，每1.5至2年集 成电路中晶体管的密度就会翻一番，这给当今社 会的生活带来了翻天覆地的变化，把人们带入到 信息化的时代---信息化时代。 预计到2012年，每平方毫米硅片面积上将会 有上亿只晶体管，这无疑会给人类社会发展带来 更大的进步！由此可见，该课程的重要性
回答两个问题 ·2那么如何才能学好“数字电子技术”呢? 数字电子技术是一门实践性很强的课程, 除掌握基本概念、基本知识以外,更重要 的是掌握它们的分析方法和设计方法。 其实通过多做实验就能掌握基本的技能 和技巧,分析、解释观察到的现象,就能 学好这门重要的课程⊙
3 回答两个问题: • 2.那么如何才能学好“数字电子技术”呢? 数字电子技术是一门实践性很强的课程， 除掌握基本概念、基本知识以外，更重要 的是掌握它们的分析方法和设计方法。 其实通过多做实验就能掌握基本的技能 和技巧，分析、解释观察到的现象，就能 学好这门重要的课程☺
课程名称 Fundamentals of Digital Logic Design or Fundamentals of digital Hardware
4 一.课程名称: Fundamentals of Digital Logic Design or: Fundamentals of Digital Hardware
二.课程的性质与宗旨
5 二. 课程的性质与宗旨:
1.课程的性质 入门性质的技术基础课;也是信息类本科 生的必修基础课。数字电子技术是对数 字信号进行算术运算或逻辑运算及存储 的电路。 ①.基本概念; ②.基本知识; ③.基本方法; 具有自身的发展体系和特点; ①. The SIa roadmap ②.Ⅴ标准集成电路芯片; ⅴ可编程逻辑器件; 定制式专用集成电路(ASIC)芯片; °③.实践性很强的课程 °④.训练能力;
6 1. 课程的性质: •入门性质的技术基础课;也是信息类本科 生的必修基础课。数字电子技术是对数 字信号进行算术运算或逻辑运算及存储 的电路。 •①.基本概念; •②.基本知识; •③.基本方法; •具有自身的发展体系和特点; •①.The SIA Roadmap •②.▼标准集成电路芯片; • ▼可编程逻辑器件; • ▼定制式专用集成电路（ASIC)芯片; •③.实践性很强的课程. •④.训练能力;
The S/A Readme year 1999 2001 2003 2006 2009 2012 gate length 0.14pm0.12 0.10 0.07 0.050.035 Tr. Per cm 16 24 100 Chip size 800 1000 11001300 mm ◆上图是美国半导体协会对数字硬件产品发展的估计
7 The S I A Roadmap year 1999 2001 2003 2006 2009 2012 Tr. gate length 0.14μm 0.12 0.10 0.07 0.05 0.035 Tr. Pe r cm2 14 million 16 24 40 64 100 Chip size 800 mm2 850 900 1000 1100 1300 上图是美国半导体协会对数字硬件产品发展的估计
我们可能用到的三种主要的数字电路类型 *标准集成电路芯片(SS,MS,LS|) *可编程逻辑器件 *定制/半定制集成电路芯片
8 我们可能用到的三种主要的数字电路类型 • *标准集成电路芯片（SSI,MSI,LSI）; • *可编程逻辑器件 • *定制/半定制集成电路芯片
三种不同的设计方法 标准集成电路设计法: 在印刷电路板(PCB)上实现逻辑电路、逻辑功能和状态 方程; 用计算机辅助工具进行方针; ≯PLDS(CPLD一复杂可编程逻辑器件 FPGA—现场可编程门阵列) 用ⅦHDL或 Verilog HDL硬件描述语言进行逻辑电路的方 针和设计; > Embed System(嵌入式系统) 采用上述两种语言或C语言进行电路设计;
9 三种不同的设计方法 ➢标准集成电路设计法: • 在印刷电路板（PCB)上实现逻辑电路、逻辑功能和状态 方程; • 用计算机辅助工具进行方针; ➢PLDS(CPLD—复杂可编程逻辑器件 FPGA—现场可编程门阵列) • 用VHDL 或 Verilog HDL硬件描述语言进行逻辑电路的方 针和设计; ➢Embed System（嵌入式系统）: • 采用上述两种语言或 c语言进行电路设计;
数字信号和模拟信号 模拟信号一随时间连续变化的电压、电流信号; 可以是:正弦交流信号锯齿波阶梯波 特点:在时间上是连续的,在某一瞬间 的值可以是一个数值区间内的任何值 (电压或电流) 10
10 数字信号和模拟信号 • 模拟信号─随时间连续变化的电压、电流信号； •特点:在时间上是连续的，在某一瞬间 的值可以是一个数值区间内的任何值 （电压或电流） •可以是:正弦交流信号 锯齿波 阶梯波