数电孙津平第章

绪论0.1数字信号与数字电路0.2数字电路的特点与分类0.3数字集成电路的发展趋势如图0.1所示是数字钟电路,它既有时序逻辑电路(计数器)，又有组合逻辑电路(译码器)和数码显示电路。图0.1数字钟电路0.1数字信号与数字电路

电子电路所处理的电信号可以分为两大类：一类是在时间和数值上都是连续变化的信号,称为模拟信号，如图0.2（a）所示,例如电流、电压等。用于传递、加工和处理模拟信号的电子电路，称作模拟电路，如放大器、滤波器、信号发生器等。另一类是在时间和数值上都是离散的信号，称为数字信号，如图0.2(b)所示。图0.2模拟信号和数字信号（a）模拟信号;（b）数字信号0.2数字电路的特点与分类

0.2.1数字电路的特点

由图0.2（b）可见数字信号是不连续的，反映在电路上只有高电位和低电位两种状态，因此数字电路采用二进制数来传输和处理数字信号。在数字电路中，通常用开关的接通与断开来实现电路的高、低电位两种状态。将高电位称为高电平，用“1”来表示；低电位称为低电平，用“0”来表示；反之亦然。0.2.2数字电路的分类

1)按集成度分

按集成度分，数字集成电路可分为小规模(SSI，每个硅片上有数十个逻辑门)、中规模（MSI，每片有数百个逻辑门）、大规模(LSI，每片有数千个逻辑门)和超大规模（VLS

I，每片数目大于1万）等各种集成电路。2）按应用范围分

按应用范围分，集成电路有通用型和专用型两类。通用型是指已被定型的标准化、系列化的产品，适用于各种各样功能的数字电路。专用型是指为某种特殊用途专门设计、

具有特定的复杂而完整功能的数字集成电路，如：计算机中的存储器芯片（RAM、ROM），微处理器芯片（CPU）和语音芯片等。3）烈按所口用器买件分寸跳按所指用器圣件分州，储数字练电路补有双裁极型僚（TT菜L型）乐电路耽和单皇极型许（MO刚S型）槽电路魄。脾双极宗型电步路是哲用三灾极管哨作为辱开关寄实现董逻辑斯功能皮的，刮其局开关尤速度绪快,频率允高，盖信聚号传娘输延登迟时可间短招，质但制惕造工讯艺较蚊复杂摄。4）扣按逻宇辑功架能分克局按逻患辑功填能分胳，滥数字蒙电路位有组雷合逻梳辑电朱路和佣时序嘱逻辑周电路犁。最组合烛逻辑登电路区没有姻记忆山功能纠，鲜其输势出信厦号的拐状态属只与会当时炭输入得信号适状态厦的组良合有郑关，丑而湿与电艳路前舒一时煎刻的释输出萄信号茅状碎态无还关,如编贴码器锁、窃译码保器、补数尘据选像择器揪等都暖是典槐型的娘组合恋逻辑歪电路见。0.舅3数字肃集成分电路浊的发冰展趋芬势1.大规邮模纳米狠技术(N春an么ot咱ec丸hn品ol龙og筛y)的出堪现,进一仙步提兆高了避集成莲电路灭的集唇成规豆模，毅使验集成蔬电路传的体甘积大狭大缩政小,降低念了系浆统的可功耗小与成债本,而且御提高盗了数柴字电条路系唉统的议可靠去性。2.低功距耗尽功率佩损耗益是许升多电遇子产单品研勉制、梁生作产、末推捎广、促使仗用的婚一个蠢重要形的制瞧约因个素，鸣而悟系统刺功耗辣很大陵程度泰上又烛取决魂于所晶使用字的集劝成芯暂片或昨模块卡。却现在混，恩由于疗集成扎技术照更新部和构浆成集刻成芯何片的凭材料叹不同,使得讨超大壮规模辫的数遥字集如成电借路的桨功耗桶可低帮至毫沿瓦级汽。救低功孕耗大寺大拓守展了限数字摆集成匀电路姑的应届用领庆域。3.高速侨度夕在现匹代信粘息时苍代，搂人仅们对云信息低处理仿速度酱的要壤求越磨来越棋高。及集厘成电兰路芯匪片本睬身已全经是域以纳录秒（ns）速侧度进醉行工控作的逢，抖而且北现在沾全世雾界都针在积锻极研较制超胀高速折运算箭的计饶算机氧，IB为M公司穿甚至鞭已经箭开始禾研制隙一种想运算史速度允高达男拍(1软015)次每善秒的肆超级线计算绳机。亮显狱然数志字集址成电城路信效息处愚理速怨度的耕不断强提高倦是不徒容置篇疑的秘发展趁趋势涝。4.可编鹅程蹦传统贯的标旺准MS桶I/植LS嘱I数字返集成滋电路阁是一鹿种通崇用型庸集成点电路片。叛对于脉复杂枯的数惰字系佩统的臭设计抬，组往往正需要个使用蓄的集手成芯龄片的吐数量稠和种牧类比燃较多沈，羡而且株会增京加系徐统的枯体积糟和功凑耗，珠降丘低系疯统苹的可炎靠性纤，染也为隆器件词的保辣存、航电县路和翠设备桃的调订试、踢知料识产趟权的亮保护靠等带声来了嚷困难巩。5.可测蝇试多数字控集成轮电路她的规僚模越私来越蚂大，羽功备能也芳越来府越复艳杂。虫为方了使暖数字光系统膀的使孔用和信维护债更加惊方便毯，柳所使枣用的盯逻辑测模块槽应该福具有候“可角测试掏性”(T环es碌ta柿bi怕li余ty途)，第即可着方便窑地对坡其进的行功欺能测预试和垒故障废诊断振，麦可测幼试性铜是未妻来数桂字集夕成电荡路的纤一个俗重要招的发谈展趋虚势。6.多值铸化毒传统袭的数杂字集版成电棒路是音一种榆二值兽电路而，希在信油号的语产生筒、湖存储蚀、抽传送关、老识别春、燥处理怠等方膨面具座