计算机组成原理04-数字逻辑2课件.ppt

逻 辑 门 电 路;分类：;数字集成电路： 在一块半导体基片上制作出一个完整的逻辑电路所需要的全部元件和连线。 使用时接：电源、输入和输出。 数字集成电路具有体积小、可靠性高、速度快、而且价格便宜的特点。;双极型集成电路又可进一步可分为： DTL 晶体管-晶体管逻辑电路TTL(Transistor Transistor Logic)； 发射极耦合逻辑电路ECL(Emitter Coupled Logic)。 集成注入逻辑电路I2L(Integrated Injection Logic) ;MOS集成电路又可进一步分为： PMOS( P-channel Metel OxideSemiconductor)； NMOS(N-channel Metel Oxide Semiconductor)； CMOS(Complement Metal OxideSemiconductor)。;100个以下：小规模集成电路 ( Small Scale Integration :SSI ) ;数字电路中关于高、低电平的概念;门 (电子开关);开关 作用;分离元件门电路 ;三极管非门;分离元件门电路缺点;MOS 管是电压控制元件，主要由栅源电压VGS决定其工作状态。;MOS电路的特点：;1、NMOS非门;三、 TTL 集成逻辑门电路;典型TTL与非门 ;2. 工作原理;当有输入端接低电平(0.3V)时：;3. 门电路的主要外特性参数 ;Vi;(3) 开门与关门电平 开门电平——能表示逻辑值1的最小高电平 关门电平——能表示逻辑值0的最大低电平;(4) 平均传输延迟时间 tpd 平均传输延迟时间是衡量门电路运算速度的重要指标。当输入端接入输入信号后，需要经过一定的时间tpd，才能在输出端产生对应的输出信号。 ;(5) 扇入系数Nr ——门电路的输入端数 一般Nr≤5，最多不超过8。 当需要的输入端数超过Nr时，可以用与扩展器来实现。;(6) 扇出系数Nc 扇出系数Nc是在保证门电路输出正确的逻辑电平和不出现过功耗的前提下，其输出端允许连接的下一级同类门输入端的个数。 一般Nc≥8，Nc越大，表明门的负载能力越强。;4. TTL与非门集成电路芯片;*（1）命名方式;*（2）封装形式;? 阵列封装 · 针式阵列 （PGA）;* 集成逻辑门使用中的实际问题;对于或门及或非门的多余输入端，可以使其输入低电平。具体措施是通过小于500Ω的电阻接地或直接接地。在前级门的扇出系数有富余时， 也可以和有用输入端并联连接。 ;;CMOS 门电路输入端对地接电阻，不论大小如何，都相当于接低电平0；信号输入端串接电阻，不论大小如何，都不会产生压降，因此逻辑上没有影响 TTL门电路输入端对地接大电阻或在信号输入端串接大电阻（普通TTL=1.4K ? )，都相当于接高电平1 ;四、 TTL其它逻辑门——OC门和TS门;集电极开路与非门只有在外接负载电阻RL和电源U’CC后才能正常工作。;集电极开路与非门的应用广泛： 可实现“线与”逻辑 直接驱动发光二极管 直接驱动干簧继电器等 ;例：下图所示电路中，只要有一个门输出为低电平，输出F便为低电平；仅当两个门的输出均为高电平时，输出F才为高电平。即 ; 输出高电平、输出低电平和高阻状态 ;三态门经常作为输出级与其它逻辑电路集成为一个逻辑器件 最简单的器件有三态恒等门、三态非门、三态与非门等，商品名称为缓冲器（驱动门）。;A;三态与非门主要应用于总线传送，它既可用于单向数据传送，也可用于双向数据传送。;例：三态门构成的单向数据总线。;例：用两种不同控制输入的三态门可构成双向总线。;三态门的重要用途就是使多个发送信号的部件可以共用总线传输数据。 ;§ 组合逻辑电路的分析方法;例 1:; 组合逻辑电路的设计方法;▼ 逻辑设计目标 ? 实现逻辑功能 ? 满足性能指标 ? 综合考虑各项因素： 规模、功耗、价格、可靠性、 速度、易实现、易维修、美观等;例 ：已知X=X1X2和Y=Y1Y2是两个二进制正整数，设计电路判别XY。 ;例 ;例  ;例 ;例  ;常用组合逻辑部件分析;一、译码器;译码器;。。。; ? 常见的MSI二进制译码器： 2-4线(2输入4输出)译码器 3-8线(3输入8输出)译码器 4-16线(4输入16输出)译码器等。 ;例：3－8译码器; 0 1 1