Proiectare digitalaC1

Universitatea TRANSILVANUA din

Brasov

(C) 2013 DanNicula.ro 1

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013

1Electronică Digitală – (C) 2013 Dan NICULA

ELECTRONICĂDIGITALĂ

Dan NICULA

Universitatea TRANSILVANIA din Braşov

Departamentul de Electronică şi Calculatoare

www.DanNicula.ro/ed

E-mail [email protected]

URL www.DanNicula.ro

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


Capitole

0. Introducere în lumea digitală

I. Suportul logic al Electronicii DigitaleII. Proiectarea Circuitelor Logice Combinaţionale (CLC)

III. Proiectarea Circuitelor Logice Secvenţiale (CLS)

IV. Proiectarea Circuitelor Integrate Digitale (CID)


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


I. Suportul logic al Electronicii Digitale

• 1.1 Reprezentarea numerelor. Sisteme de numeraţie. Coduri

– Bit = Binary Digit– Zecimal, binar, octal, hexadecimal. Conversii

– Cod BCD, cod Gray

– Cod alfanumeric

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


Prefixe utilizate frecvent: k, M, G, T

)____(000.000.000.000.1776.627.511.099.121

)_____(000.000.000.1824.741.073.121

)_______(000.000.1576.048.121

)____(80001000102421

)______(1000102421

81

40

30

20

10

10

terabitbbbTb

gigabitbbbGb

megabitbbbMb

kilobytebBBBkB

kilobitbbbkb

bB

≈==

≈==

≈==

=≈==

≈==

=


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


1.2 Aritmetică binară

• Reprezentarea numerelor întregi

– Mărime şi semn

– Complement faţă de 1

– Complement faţă de 2

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


1.2 Aritmetică binară

• Adunarea/scăderea numerelor binare

• Adunarea/scăderea numerelor reprezentate în complement faţă de 2


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


I. Suportul logic al electronicii digitale (ED)

• 1.3 Algebra Booleană– Axiome şi teoreme

– Funcţii logice

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


George Boole (1815-1864)

• Matematician englez care a fundamentat logica simbolică modernă şi

a cărui algebră logică, cunoscută sub numele de “algebră Booleană”,

constituie baza proiectării circuitelor digitale ale calculatoarelor.

• “An Investigation of the Laws of Thought”

– http://www.gutenberg.org/etext/15114 eseu


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


1.3 Algebra Booleană

• Mulţimea binară

• Operatori logici:

– NOT (/ sau ~), AND (.), OR (+)

– Denumire, operatori, simboluri grafice, tabele de adevăr

– XOR (⊕, ^), XNOR

• Cum citim?

– se citeşte “A ŞI B”

– se citeşte “A SAU B”

– se citeşte “NOT A”

– Numere naturale 1 + 1 = 2 se citeşte “unu PLUS unu egal doi”

– Algebra binară 1 + 1 = 1 se citeşte “unu SAU unu egal unu”

}1,0{=B

BA ⋅

BA +

A

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


Porţi logice

X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

X . Y 0 0 0 1

X + Y 0 1 1 1

X 1 1 0 0

OR

X

Y

X+YX

YX . Y

AND

X X

NOT


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013



• Porţi logice

– Fan-in: numărul de intrări ale porţii.

– Justificarea denumirii de “poartă”

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013



• Principiul dualităţii […]

• Axiomele algebrei Booleene

– B este închisă

– Asociativitatea

– Comutativitatea

– Existenţa elementului neutru

– Distributivitatea

– Existenţa complementului

• Teoremele algebrei Booleene

– Tautologia

– Legea lui 1 şi a lui 0

– Dubla negaţie

– Absorbţia/Absorbţia inversă

– Teorema lui DeMorgan

0

)(

1

)()(

=⋅

⋅+⋅=+⋅

=⋅

⋅=⋅

⋅⋅=⋅⋅

∈

xx

zxyxzyx

xx

xyyx

zyxzyx

Bx

yxyx

yxyxx

xyxx

xx

x

xxx

+=⋅

⋅=+⋅

=+⋅

=

=⋅

=⋅

)(

)(

00


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013



• Funcţii logice

Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013



• Sisteme complete […]

– NAND

– NOR

• Porţi logice echivalente


Brasov


Univ

ers

itate

a T

RA

NS

ILV

AN

IA d

in B

raşov,

Cate

dra

de E

lectr

on

ică ş

i C

alc

ula

toare

-E

lectr

on

ică D

igita

lă,

2013


Asocierea valorilor logice cu

nivele de tensiune

tensiune[V]

intrare ieşire

zgomot

plajă de tensiuni garantate la ieşire High (1 logic)

plajă de tensiuni acceptate la intrare High (1 logic)

plajă de tensiuni acceptate la intrare Low (0 logic) plajă de tensiuni

garantate la ieşire Low (0 logic)

NMH

NML

Domeniu iinterzis

Amplitudine llogică

VOH

VOL

VIL

VIH

VDD

Proiectare digitalaC1

Documents

Transcript of Proiectare digitalaC1