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数字电路的发展的分类

发布时间:2013-05-10

数字电路

本文主要讲解的内容是数字电路,其中包括的内容有数字电路的发展和数字电路的分类,下面我们就重点来分析这些内容,希望能为大家带来帮助。
数字电路3.jpg
数字电路

数字电路的发展


从前面的介绍,大家已经了解到数字电路是以二值数字逻辑为基础的,其工作信号是离散的数字信号。电路中的电子晶体管工作于开关状态,时而导通,时而截止。

数字电路的发展与模拟电路一样经历了由电子管、半导体分立器件到集成电路等几个时代。但其发展比模拟电路发展的更快。从60年代开始,数字集成器件以双极型工艺制成了小规模逻辑器件。随后发展到中规模逻辑器件;70年代末,微处理器的出现,使数字集成电路的性能产生质的飞跃。

数字集成器件所用的材料以硅材料为主,在高速电路中,也使用化合物半导体材料,例如砷化镓等。

逻辑门是数字电路中一种重要的逻辑单元电路 。TTL逻辑门电路问世较早,其工艺经过不断改进,至今仍为主要的基本逻辑器件之一。随着CMOS工艺的发展,TTL的主导地位受到了动摇,有被CMOS器件所取代的趋势。

近几年来,可编程逻辑器件PLD特别是现场可编程门阵列FPGA的飞速进步,使数字电子技术开创了新局面,不仅规模大,而且将硬件与软件相结合,使器件的功能更加完善,使用更灵活。

数字电路或数字集成电路是由许多的逻辑门组成的复杂电路。与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此抗干扰能力较强。数字集成电路有各种门电路、触发器以及由它们构成的各种组合逻辑电路和时序逻辑电路。一个数字系统一般由控制部件和运算部件组成,在时脉的驱动下,控制部件控制运算部件完成所要执行的动作。通过模拟数字转换器、数字模拟转换器,数字电路可以和模拟电路互相连接。

数字电路的分类

按功能来分:

组合逻辑电路

简称组合电路,它由最基本的逻辑门电路组合而成。特点是:输出值只与当时的输入值有关,即输出惟一地由当时的输入值决定。电路没有记忆功能,输出状态随着输入状态的变化而变化,类似于电阻性电路,如加法器、译码器、编码器、数据选择器等都属于此类

时序逻辑电路

简称时序电路,它是由最基本的逻辑门电路加上反馈逻辑回路(输出到输入)或器件组合而成的电路,与组合电路最本质的区别在于时序电路具有记忆功能。时序电路的特点是:输出不仅取决于当时的输入值,而且还与电路过去的状态有关。它类似于含储能元件的电感或电容的电路,如触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器等电路都是时序电路的典型器件。

按电路有无集成元器件来分,可分为分立元件数字电路和集成数字电路。

按集成电路的集成度进行分类,可分为小规模集成数字电路(SSI)、中规模集成数字电路(MSI)、大规模集成数字电路(LSI)和超大规模集成数字电路(VLSI)。

按构成电路的半导体器件来分类,可分为双极型数字电路和单极型数字电路。

数字电路
数字电路


数字集成电路设计的研究领域有哪些?

这个问题问的比较大,DSP,CPU,显卡等复杂的集成电路都为数字集成电路,他们的研究领域可就大了。一般都包含如下:顶层架构(硬件架构,软件架构),算法;底层的实现:架构或算法下的模块或IP的实现;具体细节可以到:针对时序,面积,功耗,可测试性,可制造性等集成电路相关的约束的进行电路设计,包括:RTL设计,低功耗设计,可测试性设计,功能仿真(基于覆盖率或定向),半定制实现(syn,DFT,sta,layout,DRC/LVS/SI/DFM等)或全定制设计。

总之,通过对本文的讲解,我相信大家对数字电路的了解越来越深入。同时,希望本文能为有需要的读者带来帮助。


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