数字电路基础

Posted 2020-08-18 NingHeChuan

题目：数制转换

R进制数转换为十进制数：按权展开，相加

十进制数转化为R进制数：整数部分，除R取余法，除到商为0为止。小数部分，乘R取整法，乘到积为0为止。

二进制数转化八进制数：三位一组，整数部分左边补0，小数部分右边补0。反之亦然。

二进制数转化十六进制数：四位一组，整数部分左边补0，小数部分右边补0。反之亦然。

题目：逻辑函数及其化简

公式法

卡诺图法

题目：什么是冒险和竞争，如何消除？

下面这个电路，使用了两个逻辑门，一个非门和一个与门，本来在理想情况下F的输出应该是一直稳定的0输出，但是实际上每个门电路从输入到输出是一定会有时间延迟的，这个时间通常叫做电路的开关延迟。而且制作工艺、门的种类甚至制造时微小的工艺偏差，都会引起这个开关延迟时间的变化。

 

 

    实际上如果算上逻辑门的延迟的话，那么F最后就会产生毛刺。信号由于经由不同路径传输达到某一汇合点的时间有先有后的现象，就称之为竞争，由于竞争现象所引起的电路输出发生瞬间错误的现象，就称之为冒险，FPGA设计中最简单的避免方法是尽量使用时序逻辑同步输入输出。

1. 加滤波电容，消除毛刺的影响
2. 加选通信号，避开毛刺
3. 增加冗余项，消除逻辑冒险。

题目：用与非门等设计一个全加法器

 

题目：MOS逻辑门

与非门：上并下串（上为PMOS，下为NMOS）

或非门：上串下并（上为PMOS，下为NMOS）

反相器（上为PMOS，下为NMOS）

练习：画出Y = A·B + C的CMOS电路图

    Y = (A·B + C)” = ((A·B)’·C’)’，一个反相器，两个而输入与非门。

题目：用D触发器带同步高置数和异步高复位端的二分频的电路，画出逻辑电路，Verilog描述。

1 reg     Q;
2 always @(posedge clk or posedge rst)begin
3 if(rst == 1\'b1)
4     Q <= 1\'b0;
5 else if(set == 1\'b1)
6     Q <= 1\'b1;
7 else
8     Q <= ~Q;
9 end

题目：ASIC中低功耗的设计方法和思路（不适用于FPGA）

1. 合理规划芯片的工作模式，通过功耗管理模块控制芯片各模块的Clock，Reset起到控制功耗的目的。
2. 门控时钟（Clockgateing）：有效降低动态功耗
3. 多电压供电：通过控制模块的电压来降低功耗
4. 多阈值电压

 

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