FPGA學習筆記之數位電路篇

2021-08-22 17:57:58 字數 2507 閱讀 1874

第一章         數位電路的基礎知識

1.1 數位電路和模擬電路

模擬訊號,就是指隨時間連續變化的訊號。數碼訊號,就是指該訊號無論從時間上還是從大小上看其變化都是不連續的。

1.2 數制與編碼

1.3 邏輯代數

1.4 一般的verilog語法結構

module    模組名

埠名1,埠名2,埠名3,....

埠型別說明(input,output,inout);

引數定義(可選);

資料型別定義(wire,reg等)

例項引用低層次模組和基本門級元件;

連續賦值語句(assign);

過程賦值語句(initial和always);

功能描述語句;

任務和函式;

endmodule

1.4 與閘電路的verilog

module yumen

( a,b,y

);input a;

input b;

output y;

assign y=a&&b; #assign是針對wire變數的一種連續賦值語句

endmodule

引用低層次模組的描述方法實現與閘電路

module yumen

( a,b,y

);input a;

input b;

output y;

and (y,a,b);

endmodule

利用過程賦值語句來描述與閘電路

module yumen

( a,b,y

);input a;

input b;

output y;

reg y;

always @(a,b)

y=a&&b;

endmodule

第二章  組合邏輯電路的分析和設計

2.1 九條基本定律

2.2 三變數最小項

2.3 格雷碼

二進位制轉格雷碼:

(1)二進位制第一位和第二位進行異或,得到的結果就是格雷碼的第一位。

(2)二進位制第二位和第三位進行異或,得到的結果就是格雷碼的第二位。

(3)二進位制第三位和第四位進行異或,得到的結果就是格雷碼的第三位。

(4)二進位制第四位保持不變,就是格雷碼的第四位。

格雷碼轉二進位制:

(1)格雷碼第四位保持不變,作為二進位制的第四位。

(2)格雷碼的第三位和第四位異或,作為二進位制的第三位。

(3)格雷碼的第二位和第三位異或,作為二進位制的第二位。

(4)格雷碼的第一位和第二位異或,作為二進位制的第一位。

2.3 組合邏輯電路的設計

實際邏輯問題轉化為真值表,在寫出邏輯表示式,然後化簡成為最簡表示式,畫出邏輯圖。

2.4 競爭和冒險

邏輯競爭,邏輯冒險和功能競爭,功能冒險。

功能競爭,就是當多個變數經過兩條以上的路徑到達輸出端時,同樣也會產生競爭。在具有功能競爭的組合電路中,也同樣會產生冒險。

邏輯競爭和邏輯冒險針對的是單個變數。

2.5 邏輯冒險的識別和消除

1.邏輯冒險的識別

如果邏輯表示式能轉換為原變數和其反變數的乘積,則該電路存在1型冒險。

如果邏輯表示式能轉換為原變數和其反變數的和,則該電路存在0型冒險。

輸入變數在相鄰卡諾圖的相鄰處發生變化。簡單的說就是化簡時,有相切的圓圈。

2.邏輯冒險的消除

增加冗餘項。

2.6 功能冒險的識別與消除

1.功能冒險的識別

若電路具有下列三點,則其輸出可能產生功能冒險:

(1)有兩個以上變數同時發生變化(如果僅有乙個輸入變數發生變化則無功能冒險)

(2)變化前後,輸出穩態值保持不變。

(3)在由n(n大於等於2)個變數傳送變化的2^n個方格中,既要有0,又要有1(如果對應2^n個變數取值組合的輸出值全1或全0,電路是不會產生功能冒險的)。

2.功能冒險的消除

增加選通訊號或者增加輸出濾波電容方法。

數位電路筆記

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