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数字逻辑与微处理器系统设计

发布时间 2023-06-19 22:41:04作者: _vv123

数字逻辑与微处理器系统设计

前言

Good your mother's bye, Yingcai College.

第一章 二进制

  • Sign/Magnitude Numbers：原码

    • 数值

      image-20230619212713854

    • 范围：\([-(2^{n-1}-1), 2^{n-1}-1]\)

  • Two’s Complement Numbers：补码

    • 数值

      image-20230619212921619

    • 范围：\([-2^{n-1}, 2^{n-1}-1]\)

    • 负x的补码：~x+1

    • 零拓展/符号拓展

  • 定点小数

    image-20230619213414932

  • 逻辑门:禁止悬空

    • 晶体管

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    • 非门

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    • 与非门

      image-20230619214836220

    • 或非门

      image-20230619214923847

  • 噪声容限

    image-20230619213955327

  • 功耗

    • \(P_{dynamic}=\frac{1}{2}CV_{DD}^{2}f\)
    • \(P_{static}=I_{DD}V_{DD}\)

第二章 组合逻辑

  • 术语

    image-20230619215730619

  • 最小项，最大项

    image-20230619215834243

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    • 转换和对偶

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  • 布尔代数公理和定理

    • 公理

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    • 单变量定理

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    • 多变量定理

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      • 合并率：容易用分配律证明，用于并项
      • 一致率：
        • \(CD\)配项后被吸收
        • \(BC+\bar{B}D+CD=BC+\bar{B}D+(B+\bar{B})CD=BC+\bar{B}D\)
        • 用于消项
      • 德摩根率：整体取反=符号取反+每一项取反
      • 二难推断：\(A+\bar{A}B=A+B\)

  • 卡诺图化简

    • 步骤

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    • 例子

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  • 多路选择器设计

  • 译码器设计

  • 组合逻辑时序

第三章 时序逻辑

  • 锁存器和触发器
  • 同步逻辑设计
  • 有限状态机
  • 时序逻辑时序

第五章 数字模块

  • 算术电路
  • 时序模块
  • 存储器
  • 逻辑阵列

第六章 体系结构

  • ARM体系结构
  • 汇编语言
  • 机器语言

第七章 微结构

  • 单周期
  • 多周期
  • 流水线