數字IC筆試題(6)

2021-10-23 02:55:35 字數 1166 閱讀 7704

題:使用2-1mux設計inv、and、or、nand、nor。即取反,與,或,與非,非或

mux是能夠根據需要將其中任意一路選出來的電路,又稱資料選擇器。

設計inv:

使用mxu設計inv,需要將s1端接「0」,將s0端接「1」。

設計and:

使用mxu設計and,需要將s1端接a,將s0端接「0」。

設計or:

使用mxu設計or,需要將s1端接「1」,將s0端接b。

nand和nor可以在and和or的基礎上增加乙個inv得到。

可以看出mux相對標準單元inv、and和or具有更好的靈活性,但是2-1mux需要更多的cmos電晶體,即更大的硬體開銷,體現了數字ic設計中設計靈活性和面積效率之間的折中。

類似的,在fpga中構成組合邏輯的查詢表(lut),繼續增強了這種靈活性,或者可重構性,同時也再次增加了硬體開銷。下面是構成inv、and和or邏輯的lut中儲存內容。

可以說,asic中只存在有限的標準單元型別也是一種在靈活性和設計工作量複雜度之間的折中。

靈活性上

全定製asic < 半定製asic 《粗粒度可重構《細粒度可重構(fpga)

面積效率上

全定製asic > 半定製asic>粗粒度可重構》細粒度可重構(fpga)

當設計中存在大量復用的處理單元,將該單元全定製化成乙個標準單元或者巨集模組能夠對整個晶元面積效率的提高起到非常大的改善,並不是說電路級能夠做的一定比rtl級、演算法級要少,根本上還是取決於實際情況。

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