门和晶体管

任何数字逻辑电路都可以只由3类基本门组成：AND、OR和NOT 任何数字逻辑电路都可以只由3类基本门组成：AND、OR和NOT。事实上，任何数字逻辑电路都可以由NAND门（或NOR门）构成，每个NAND或NOR门包含4个晶体管。这些基础门由多种技术的SSI芯片提供，最主流的技术就是晶体管—晶体管逻辑（TTL）。从20世纪60年代到70年代，这些TTL芯片是数字设计的核心。而多种MSI TTL芯片又可以用于实现不同类型的数字逻辑函数，如译码器、加法器、复用器、比较器及其他逻辑函数。 更多的PLD整合在单芯片中，构成复杂的可编程逻辑器件（CPLD）。而一个不同于以往的，以RAM为基础的技术促使了现场可编程门阵列（FPGA）的诞生，在今天它可以集成相当于百万数量级的逻辑门。 传统的数字电路设计方法是画出包含SSI门和MSI逻辑函数的原理图。而在图1.2中，我们可以清楚地看到截至20世纪80年代后期和90年代初期，这样的设计方式变得不再可行。那么，如何画出包含十万甚至上百万逻辑门的原理图呢？既然可编程逻辑器件替代了TTL芯片，成为新的设计主流，那么新的数字电路设计方法将显得很有必要。计算机辅助工具是今天数字电路设计中至关重要的一环。在过去的10年里，有一点可以确信无疑，那就是现在的数字工程师是通过编程来设计数字电路的！这对于传统的数字电路设计方式来说是最重大的改变。很多在用TTL芯片完成设计时非常重要的传统设计方法，在可编程逻辑器件的时代显得不那么重要。 今天的数字设计人员用硬件描述语言（HDL）设计数字电路系统。其中，应用最广泛的硬件描述语言是VHDL和Verilog。这两种硬件描述语言都允许用户通过程序描述数字电路的行为，从而进行数字电路的设计。这些程序可以被用来仿真电路的功能，以及综合到CPLD、FPGA或专用集成电路（ASIC）中。 所有计算机里的数据都是以二进制的形式存储的。这些二进制位通常被认为是逻辑值0和1。其中，1为“真”而0为“假”。与其相关联的物理量可以是低电平（0V）或高电平（5V）。 对于所有可能的逻辑输入，真值定义了其对应的逻辑输出。在本节中我们将通过真值表介绍3种基本的逻辑门：非门、与门和或门，然后我们将用这3种基本逻辑门来定义一些其他的逻辑门。利用真值表我们将认识著名的迪摩根定律，接着我们将讨论将0作为“真”，将1作为“假”的可能性，这将加深我们对各种门的认识。 http://www.eefocus.com/book/10-08/415530110805.html