第1次课

nullDigital Logic Design & ApplicationDigital Logic Design & Application李 军 ee802@qq.comnull教 材： 数字—原理与实践(第4版 ), John F. Wakerly, 高等教育出版社, 2007   参考资料： 数字电子技术基础 (第5版)，阎石主编，高等教育出版社，2007 数字设计—原理与实践(第4版)，John F. Wakerly，林生 等译，机械工业出版社，2007 数字电路与系统 (第2版)，刘宝琴等编著，清华大学出版社，2007 数字逻辑设计及应用，姜艳主编，清华大学出版社，2007null相关学习网站： http://125.71.228.222/wlxt/listcourse.asp?courseid=0170：电子科技大学/互动教学空间/网络学堂/电子工程学院/数字逻辑设计及应用 www.prenhall.com/onekey/:包含教材中的所有图表、占教材中半数以上的部分习题解答 www.ddpp.com: 补充；部分习题解答。 www.xilinx.com/programs.univ：Xilinx的大学计划，提供了大量的产品资料、课程资料以及用于数字设计实验课程的芯片和插件 www.aldec.com/education/university：Aldec的教育计划，提供了Aldec自己的软件包和第三方的兼容工具以及原型系统。null成绩构成： 平时：30% 课程设计+小论文：15%； 课堂练习+课后作业：15% 期中：30% 期末：40%ContentsContentsChapter 1 Introduction Chapter 2 Number Systems and Codes Chapter 3 Digital Circuits Chapter 4 Combinational Logic Design Principles Chapter 6 Combinational Logic Design PracticesChapter 7 Sequential Logic Design Principles Chapter 8 Sequential Logic Design Practices Chapter 9 Memory Chapter 5 Hardware Description Language ADC & DACChapter 1 IntroductionChapter 1 IntroductionDigital World Analog versus Digital Digital Devices Integrated Circuits（IC） nullAnalog versus DigitalAnalog signal： continuously variable at time or amplitudeDigital signal： discrete at both time and amplitude;采样、量化5247633nullAnalog versus Digital Analog signal tends to be distorted during transmitting; Digital signal still maintains 0 or 1.10nullAnalog versus DigitalTypical digital processing system：模拟信号模拟信号nullAdvantages of Digital circuits: Reproducibility of results（结果再现性） Easy of design （易于设计） Flexibility and functionality（灵活性和功能化） Programmability （可编程性） Speed （速度快） Economy （经济性）nullDigital Devices（数字器件） gate（门电路） —— The most basic digital devicesAND gate （与门）OR gate （或门）NOT gate （非门）nullflip-flop （触发器） —— a device that stores either a ‘0’ or ‘1’ combinational circuit（组合电路） sequential circuit（时序电路）nullClassification of IC according to the number of the gates contained： SSI（小规模集成） : 1~20 MSI （中规模集成 ）: 20~200 LSI （大规模集成） : 200~200,000 VLSI （超大规模集成） : >100万< 10 10~1000 >1000 >10万Integrated Circuits （集成电路 IC）nullManufacture of IC design  chip production  package / test 设计 芯片生产 封装/测试silicon ingot (硅锭)wafer（晶圆）die （模片） null IC package BGA PGA DIP QFP nullProgrammable Logic Device 可编程逻辑器件 （PLA、PLD、CPLD、FPGA）Altera公司的Max系列CPLDXilinx公司的Spartan系列FPGAFPGA开发板null课后完成读书报告： “模拟信号与系统”和“数字信号与系统”的对比 数字技术的发展历程Chapter 2 Number Systems and CodesChapter 2 Number Systems and CodesInformation can be categorized as: numeric quantities （数值信息） nonnumeric information（非数值信息）—— number systems—— codes2.1 positional number systems2.1 positional number systemsRepresentation of a decimal number （十进制数）D = dp-1 dp-2 ... d1 d0 . d-1 d-2 ... d-n推广： D2 = ∑ d i × 2i D8 = ∑ d i × 8i D16= ∑ d i × 16i （按位计数制）2.2 Octal and Hexadecimal Numbers2.2 Octal and Hexadecimal Numbers MSB, LSB （最高有效位，最低有效位）八进制和十六进制 MSD, LSD （最高有效数字，最低有效数字）2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）Binary / Octal / Hexadecimal  Decimal 方法：利用位权展开 ( 1001.001 )2 = ( )10 ( A2F )16 = ( )109.125 2607other method: ( A2F )16 = ( ( A16 ) +2 )  16 + F2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）Binary  Octal / Hexadecimal 方法：从小数点开始，向两边数，每三/四位一组，不足三/四位，外侧补0，然后读数。( 11011.1011 )2 = ( )833.54( 101101.011101 )2 = ( )162D.742.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）Octal / Hexadecimal  Binary 方法：每个数字转换成三/四位二进制数，按顺序依次展开。( 724 )8 = ( )2111 010 100( A3FD )16 = ( )21010 0011 1111 1101Octal  Hexadecimal 方法：借助于二进制数作为中间过程分两步转换。2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）Decimal  Binary / Octal / Hexadecimal (1) For the integer part（整数部分） 方法：除r取余，逆序排列( 156)10 = ( )2 = ( )8 = ( )16 100111002349C2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）2.3 General Positional-Number-System Conversions（数制转换）Decimal  Binary / Octal / Hexadecimal (2) For the fractional part（小数部分） 方法：乘r取整，顺序排列( 0.625 )10 = ( )20.101 ( 0.37 )10 = ( )20.01011(error ε<2-5 ) (617.28)10=( )21001101001.0100011(error ε<10-2 )HomeworkHomework2.1 (a) (d) (e) (i) (j) 2.2 (e) (f) 2.3 (e) 2.5 (e) (i) (j) 2.6 (a) (b) (h) Supplementary: 1.2510 = ?2 105.20710 = ?2 (error ε<0.05 )