《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》課程復(fù)習(xí)筆記

1.2.用什么辦法可以降低量化誤差？①增加量化位數(shù)②提高采樣頻率3.模型機中指令流動的路徑存儲器->指令寄存器->指令譯碼器4.模型機中4種數(shù)據(jù)流動的路徑：5.進制數(shù)轉(zhuǎn)換①整數(shù)：A進制數(shù)->十進制數(shù)->B進制數(shù)（十進制數(shù)/基=商+余數(shù)，商/基=商+余數(shù)，……直到商為0，結(jié)果為余數(shù)從后往前排列組成的整數(shù)）②小數(shù)：A進制數(shù)->十進制數(shù)->B進制數(shù)（十進制數(shù)×基=整數(shù)部分+小數(shù)部分，小數(shù)部分×基=整數(shù)+小數(shù)，……直到小數(shù)部分等于0或者整數(shù)個數(shù)達到題目規(guī)定位數(shù)+1，結(jié)果為整數(shù)從前往后排列組成的整數(shù)，需注意小數(shù)進位的情況）6.奇偶校驗碼能發(fā)現(xiàn)多少位有錯誤？奇數(shù)位7.為什么格雷碼能夠避免編碼連續(xù)變化時出現(xiàn)錯誤？任何相鄰兩個編碼只有一位不同。8.PMOS晶體管在什么條件下導(dǎo)通？柵極低電平，源極高電平9.NMOS晶體管在什么條件下導(dǎo)通？柵極高電平，源極低電平10.對偶規(guī)則和反演規(guī)則分別有什么用？對偶：只要考慮正邏輯或負邏輯，不用考慮兩個。反演：機械式求反函數(shù)。11.與運算和或運算均滿足交換率有什么實際意義？或者說在實現(xiàn)電路時可以給我們帶來什么方便？不需要區(qū)分邏輯門的輸入端具體是哪一個輸入。12.為什么要討論函數(shù)標(biāo)準形問題？為了方便，比如比較兩個函數(shù)是否相同，用適當(dāng)?shù)倪壿嬮T實現(xiàn)電路。13.代數(shù)法化簡有何特點？適合任意規(guī)模、任意形式的表達式，但沒有固定方法，也難以判斷是否已經(jīng)最簡。14.為什么通常要對邏輯函數(shù)進行化簡？因為邏輯函數(shù)是邏輯電路實現(xiàn)的依據(jù)，表達式越簡單，通常電路成本就越低。15.請對比分析傳輸延遲模型與慣性延遲模型的優(yōu)缺點。傳輸：簡單，但沒有充分考慮完成充放電變化所需的時間問題。慣性：比前者更接近實際情況，但比較復(fù)雜。16.寫出可以降低成本的幾種方式。①減小每個集成電路的面積②設(shè)計更簡化更優(yōu)化的電路③增大硅元面積17.為什么說代數(shù)優(yōu)化（化簡）是非常困難的？因為化簡的過程沒有系統(tǒng)而有效的方法，也很難判斷是否已經(jīng)化簡到最簡的形式。18.請說明”蘊涵項“、”主蘊涵項“和”質(zhì)主蘊涵項“之間的關(guān)系。主蘊涵項：移去任何1個變量則不是蘊涵項，即最大的卡諾圈；質(zhì)主蘊涵項：至少包含1個只被1個主蘊涵項覆蓋的最小項的主蘊涵項/至少包含1個沒有被其他主蘊涵項覆蓋的方格。19.無關(guān)項代表哪兩種情況？①某些輸入變量取值組合不會出現(xiàn)；②對于某些輸入取值組合，人們不關(guān)心函數(shù)對應(yīng)的取值為何值。20.事實上異或運算可以用與、或、非運算來表示，即異或運算可以用與、或、非門實現(xiàn)，那為什么還要有異或門？異或運算常見，而且用與、或、非門來實現(xiàn)成本太高。21.請對比自頂向下和自底向上方法的優(yōu)缺點。自頂向下：符合人類思維習(xí)慣，容易做到全局最優(yōu)。自底向上：有利于使用現(xiàn)有條件，實現(xiàn)局部最優(yōu)。22.分層設(shè)計的兩個關(guān)鍵點是什么？層次架構(gòu)、功能模塊。23.為什么要進行工藝映射？將用與門、或門和非門構(gòu)成的原始邏輯電路，轉(zhuǎn)換為用相應(yīng)工藝下的門、模塊及連接構(gòu)成的電路，以便降低成本，提高速度。24.請問表3-6中的V是為了解決什么問題，或者說有什么作用？當(dāng)沒有輸入時輸出編碼為0，當(dāng)輸入0有效時輸出編碼也是0。此舉是為了區(qū)分這兩種情況。（是否有有效輸出）25.關(guān)于二值邏輯變量的特性的描述，只有兩種取值0和1，無大小之分。26.并行語句：選擇賦值語句、進程語句、case語句27.數(shù)字信號相較于模擬信號具有的優(yōu)勢：抗干擾能力強，易于傳輸、穩(wěn)定性能好，易于存儲、壓縮，加密等算法易于實現(xiàn)，易于處理28.關(guān)于數(shù)字信號：

異步數(shù)字信號的幅值可以用多位二進制數(shù)進行編碼、數(shù)字信號可分為同步數(shù)字信號和異步數(shù)字信號模擬信號經(jīng)過采樣和編碼可轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號、從模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號減少誤差的方法是多采樣或增加編碼位數(shù)29.并行賦值語句的執(zhí)行與語句書寫的先后順序無關(guān)，輸入信號的變化啟動對應(yīng)語句的執(zhí)行。30.可靠性編碼通常是在原來的編碼中增加一些冗余位，使得新的碼字具有某種特性，而非碼字不具有這種特性。一旦出錯，這種特性就被破壞。31.結(jié)構(gòu)化描述：精確描述系統(tǒng)內(nèi)各元件、部件之間的連接關(guān)系。

數(shù)據(jù)流描述：描述信號流動的方向、路徑和結(jié)果。

行為描述：描述系統(tǒng)輸入與輸出之間的邏輯關(guān)系或數(shù)學(xué)關(guān)系，完全沒有電路的意味。32.數(shù)值編碼：8421碼、余3碼，十中取一碼非數(shù)值編碼：ASCII碼、摩爾斯碼、布萊葉盲文33.余3碼：余3碼是一種BCD碼，它是由8421碼加3后形成的（即余3碼是在8421碼基礎(chǔ)上每位十進制數(shù)BCD碼再加上二進制數(shù)0011得到的）。因為8421碼中無1010～1111這6個代碼，所以余3碼中無0000～0010、1101～1111這6個代碼。余3碼不具有有權(quán)性，為無權(quán)碼，但具有自補性，余3碼是一種“對9的自補碼”。34.moore型和mealy型時序電路的輸出有何不同？moore型時序電路的輸出只和當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，mealy時序電路的輸出和當(dāng)前狀態(tài)與輸入都有關(guān)。35.為了實時捕獲隨機輸入信號，我們應(yīng)該使用鎖存器還是觸發(fā)器，為什么？鎖存器。因為鎖存器在時鐘信號有效期間，輸出等于輸入，輸出能實時地跟隨輸入變化；而觸發(fā)器的輸出只在時鐘的上升沿或下降沿等于輸入，跟隨輸入變化。36.請分別畫出moore型和mealy型狀態(tài)機的結(jié)構(gòu)圖。37.為什么觸發(fā)器存在定時問題？觸發(fā)器的輸入信號如果在時鐘有效跳變沿前后的建立時間和保持時間內(nèi)變化會導(dǎo)致輸出狀態(tài)不確定。38.如果輸入信號在觸發(fā)器的建立時間或保持時間范圍內(nèi)發(fā)生變化，觸發(fā)器的輸出會出現(xiàn)什么情況？不確定，可能是0，1或0-1中間值。39.什么是微操作？有哪些常見的微操作？微操作是指對寄存器或存儲器中的數(shù)據(jù)進行基本的操作。常見微操作有以下4種：傳輸微操作、算術(shù)微操作、邏輯微操作、移位微操作。40.有幾種寄存器單元設(shè)計方法？他們各有什么優(yōu)缺點？①時鐘電路設(shè)計法，各種功能共享組合邏輯，可高度優(yōu)化，不需要加載使能信號，面積開銷小，但較為復(fù)雜。②簡單設(shè)計法，用多路復(fù)用器選擇各種功能的結(jié)果到觸發(fā)器，較為簡單，速度快，但結(jié)構(gòu)開銷大。41.觸發(fā)器的保持時間是指時鐘觸發(fā)沿之后輸入必須保持不變的時間。42.如果同步電路（發(fā)送方）和異步電路（接收方）進行交互，應(yīng)注意的問題是同步電路的輸出信號不能存在冒險43.44.45.異步信號作用于同步電路，以下說法正確的是①為了保證電路正常工作，應(yīng)將異步電路的輸出信號用同步電路的時鐘對其進行同步后再傳輸至同步電路②為了保證電路正常工作，異步電路的輸出信號應(yīng)在時鐘的早期發(fā)生變化46.對于Mealy型電路，描述輸出邏輯的進程的敏感信號應(yīng)為輸入信號、當(dāng)前狀態(tài)信號。47.描述觸發(fā)器的進程的主要功能是在時鐘觸發(fā)沿，將下一狀態(tài)賦值給當(dāng)前狀態(tài)。48.時序電路設(shè)計中形式化是根據(jù)設(shè)計的功能需求畫出狀態(tài)表或狀態(tài)圖。49.異步電路（發(fā)送方）和同步電路（接收方）進行交互，如果異步電路的輸出沒有經(jīng)同步電路的時鐘進行同步，則可能不滿足觸發(fā)器的建立時間和保持時間，導(dǎo)致電路工作異常。50.①同步時序電路中常采用觸發(fā)器存儲信息②異步時序電路常采用鎖存器存儲信息51.狀態(tài)賦值時采用的編碼方式和對應(yīng)的特點：①二進制計數(shù)順序碼簡單②格雷碼降低功耗，增加可靠