易于设计数字逻辑电路.PPT

* 给定相同的输入信号（值和时间序列），一个设计完好的数字电路的输出总是相同的。 （1） 稳定性高，可靠性好 数字信号对噪声不敏感，抗干扰能力强，保密性好，信息的保存与传输更加简便可靠。 模拟电路的输出随外界温度、电源电压、器件的老化等因素而发生变化。 数字系统的优势 * Analog signal * Digital signal 门限 二值体系 划分规则 无效区 * （2） 易于设计 数字逻辑电路，是对用0和1表示的数字信号进行逻辑运算和处理，广泛使用的数学工具是逻辑代数。 数字电路能够可靠地区分0和1两种状态就可以正常工作，电路的精度要求不高。因此，数字电路的分析与设计相对较容易。 不需要复杂的数学知识，不像对电容器、晶体管或其他模拟器件那样，要求对模型进行计算才能理解和认识它们的内部特性和工作过程。 数字系统的优势 * （3） 表征数学量精度高、范围大 Analog system 模拟系统的范围和精度受其线性区域的范围及噪声抑制能力的限制。 VS Tape 磁带 CD 光盘 Life 寿命： 10 years VS 50 years Tone 音质： Noise 噪声 VS Hi-Fi 高保真 Digital system 数字系统可以通过增加信息表示的位数来改善范围和精度。 数字系统的优势 * 现代数字系统的设计，大多采用可编程逻辑器件。采用硬件描述语言（VHDL）在计算机上完成电路设计的编译、仿真及综合，并写入芯片，给用户研发产品带来了极大的方便和灵活性。 （4） 可编程性 单片机 现场可编程门阵列FPGA Laptop 数字系统的优势 * （5） 快速, 低功耗 百万门以上超大规模集成芯片的功耗，可以达到毫瓦级 。 集成电路中单管的开关速度可以做到小于10-11 s。整体器件中，信号从检测输入到输出的传输时间小于2×10-9 s。意味着器件每秒产生 5 亿个结果。 数字系统的优势 * （6） 批量生产，低成本 适合于电路集成 台式计算机常备有“扩展插槽”，以便将来使用更快的处理器或更大容量的存储器。 数字电路: 结构简单 容易制造 通用性强 成本低廉 数字系统的优势 * Written text in books (due to the limited character set and the use of discrete symbols - the alphabet in most cases) An abacus was created sometime between 1,000 BC and 500 BC , it later become a form of calculation frequency, nowadays it can be used as a very advanced, yet basic digital calculator that uses beads on rows to represent numbers. Beads only have meaning in discrete up and down states, not in analog in-between states. DNA comprises a long sequence of four digits (denoted A, C, G, and T), effectively a base-four numeral system. Each of these digits is an organic molecule, known as a nucleotide. DNA is the major system of information transfer from one biological generation to another. * Written text in books (due to the limited character set and the use of discrete symbols - the alphabet in most cases) An abacus was created sometime between 1,000 BC and 500 BC , it later become a form of calculation frequency, nowadays it can be used as a ver