小柴冲刺软考中级嵌入式系统设计师系列二、嵌入式系统硬件基础知识(1)数字电路基础

目录

一、信号特征

二、组合逻辑电路和时序逻辑电路

1、组合逻辑电路

2、时序逻辑线路

三、信号转换

1、数字集成电路的分类

2、常用电平接口技术

四、可编程逻辑器件


flechazoicon-default.png?t=O83Ahttps://www.zhihu.com/people/jiu_sheng

小柴冲刺嵌入式系统设计师系列总目录icon-default.png?t=O83Ahttps://blog.csdn.net/qianshang52013/article/details/139975720?spm=1001.2014.3001.5501

一、信号特征

根据电路是否具有存储功能,将逻辑电路划分为两种类型:

  • 组合逻辑电路

  • 不含存储功能,它的输出值仅取决于当前的输入值

  • 时序逻辑电路

  • 含存储功能,它的输出值不仅取决于当前输入状态,还取决于存储单元中的值

二、组合逻辑电路和时序逻辑电路

1、组合逻辑电路

组合逻辑电路一般由门电路组成,不含记忆元器件,输入与输出之间无反馈。

常用的组合逻辑电路有:

  • 译码器

  • 多路选择器

真值表

通常真值表能够完全描述任何一种组合逻辑函数。

布尔代数

布尔代数中有三种典型的操作符:

  • OR 或 + |

  • AND 与 * &

  • NOT 非 — !

门电路

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

译码器

译码器(Decoder)又称解码器是一种电子设备或电路,它用于将输入的数字信号、编码或模式转换为特定的输出信号、解码或信息。相对的是编码器。

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

数据选择器和数据分配器

数据选择器又称多路开关,它是以与或门,与或非门为主的电路。

  • 它可以在选择信号的作用下,从多个输入通道中选择某一个通道的数据作为输出。

  • 可以实现任意组合逻辑函数,四选一的数据选择器可以实现三个变量的组合逻辑函数,2n个数据输入的多路选择器可以实现n+1个变量的组合逻辑函数

数据分配器又称多路分配器,它有一个输入端和多个输出端,其逻辑功能是将一个输入端的信号送至多个输出端的某一个,简称DMUX,作用与MUX正好相反。

  • 数据分配器的核心部分实际上是一个带有是能端的全译码器,可以把数据分配器理解为是输出受X控制的译码器

2、时序逻辑线路

所谓时序逻辑电路,是指电路任一时刻的输出不仅与该时刻的输入有关,而且还与该时刻电路的状态有关。因此,时序逻辑电路中必须含有记忆元器件。触发器是构成时序电路的基础。常用的有寄存器和计数器等。

时钟信号

时钟频率(clock frequency,CF)是时钟周期的倒数。通过高低电平的边沿触发。上升沿/下降沿

同步是时钟控制系统中的主要制约条件。

触发器

按照时钟控制方式分类

  • 电位触发

  • 边沿触发

  • 主从触发

按功能分类

  • RS型

  • D型

  • JK型

添加图片注释,不超过 140 字(可选)

边沿触发器在CP=1期间来到的数据,必须延迟到该CP过后的下一个CP边沿来到时才会被接收,因此又称延迟型触发器,在CP正跳变(对正边沿触发器)意外期间出现在D端的数据和不干扰不会被接收,因此有很强的数据抗干扰能力。

至于电位触发器,只要E为约定电平,数据到之后就立即接收。

触发器开关的特性。描述触发器的参数有很多

  • 描述传输延迟的参数

  • 描述各输入波形宽度要求的参数

  • 描述各输入波形之间时间配合要求的参数

如果在使用中不满足要求,电路就不能正常工作。

寄存器与移位器

寄存器主要用来接受信息、寄存信息、传送信息

通常采用并行输入-并行输出的方式

寄存器中除具有若干触发器以外,还有门电路构成的控制电路,来保证信息的正确接受、发送和清除。

在时钟信号控制下,将所有寄存的信息向左或向右移位的寄存器曾为以为寄存器

三、信号转换

1、数字集成电路的分类

按照开关元件的不同,数字集成电路可以分为两大类:

  • 双极型集成电路

  • 采用晶体管作为开关元件,管内参与导电的有电子和空穴两种极性的载流子。

  • 金属氧化物半导体(Metal-oxide Semiconductor)MOS集成电路

  • 采用绝缘栅场效应晶体管做开关元器件,管子内部只有一种载流子,电子或空穴参与导电,因此又称单极型集成电路。

晶体管-晶体逻辑电路(Transistor-Transistor Logic, TTL)是目前双极型数字集成电路中用得最多的一种。

它具有比较快的开关速度、比较强的抗干扰能力以及足够强大的输出幅度,并且带负载能力较强,所以得到了广泛的应用

双极型数字集成电路

  • TTL

  • 二极管-三极管逻辑(Diode-Transistor Logic,DTL)

  • 高阈值逻辑(High Threshold Logic,HTL)

  • 发射极耦合逻辑(Emitter Coupled Logic,ECL)

  • 优点:工作在非饱和状态,有较高的工作速度,输出阻抗低,带负载能力强,电路内部开关噪声低,使用方便灵活

  • 缺点:噪声容限低,电路功耗大,输出电平的稳定性较差

  • 主要用于高速、超高速数字系统中。

  • 集成注入逻辑(Integrated Injection Logic,IL)

MOS管

  • PMOS

  • 问世较早,速度低,很少使用。

  • NMOS

  • 集成电路速度稍高,且直流电源电压较低,在工艺上可以制造出开启电压较低的器件

  • CMOS

  • 静态功率极低,工作速度较高,抗干扰能力强,使用广泛。

2、常用电平接口技术

ECL的特点是速度快,但抗干扰性能差,功耗也高。

TTL的应用广泛,成本低廉,有多种类型可供选择。

CMOS功耗最低,抗干扰性能优良,不仅适用于中、小规模集成电路,而且在大规模集成组件中应用也很普遍。

电平转换

  • TTL与ECL

  • TTL->ECL

  • ECL->TTL

  • TTL与CMOS

  • TTL->CMOS

  • CMOS->TTL

四、可编程逻辑器件

现场可编程门阵列Field Programmable Gate Array, FPGA

早期的可编程逻辑器件只有可编程只读存储器PROM、紫外线可擦除只读存储器EPROM、电可擦除只读存储器EEPROM

其后出现了一类结构上稍微复杂的可编程芯片,可编程器件PLD,它能够完成各种数字逻辑功能。典型的PLD由一个与门和一个或门阵列组成。

这一阶段的产品主要有可编程阵列逻辑 Programmable Array Logic ,PAL和通用逻辑阵列Generic Array Logic,GAL

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.xdnf.cn/news/1543844.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系一条长河网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

使用 TypeScript 接口优化数据结构

在现代软件开发中,数据结构的设计至关重要,它直接影响到程序的性能和可维护性。TypeScript 作为一种静态类型的超集,为 JavaScript 带来了类型系统,使得开发者可以在编译时期就发现潜在的类型错误。本文将探讨如何利用 TypeScript…

uboot无法使用nfs下载文件的问题

一、系统环境 见这篇博客。 二、问题描述 uboot使用nfs下载文件出现 “T T T”,一直无法下载 三、解决方法 编辑/etc/nfs.conf文件: sudo xed /etc/nfs.conf开启udp: udpy之后重启nfs服务器: sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server re…

使用GLib进行C语言编程的实例

本文将讨论使用GLib进行编程的基本步骤,GLib是一个跨平台的,用C语言编写的3个底层库(以前是5个)的集合,GLib提供了多种高级的数据结构,如内存块、双向和单向链表、哈希表等,GLib还实现了线程相关的函数、多线程编程以及…

知识库管理系统的未来趋势:从单一平台到生态系统

在数字化浪潮的推动下,知识库管理系统(Knowledge Base Management System, KBMS)正逐步从传统的单一平台向更加开放、灵活、智能的生态系统转变。这一转变不仅体现了技术进步的必然结果,也深刻反映了市场需求的变化。本文将分析随…

如何使用GLib的单向链表GSList

单向链表是一种基础的数据结构,也是一种简单而灵活的数据结构,本文讨论单向链表的基本概念及实现方法,并着重介绍使用GLib的GList实现单向链表的方法及步骤,本文给出了多个实际范例源代码,旨在帮助学习基于GLib编程的读…

基于飞腾平台的OpenCV的编译与安装

【写在前面】 飞腾开发者平台是基于飞腾自身强大的技术基础和开放能力,聚合行业内优秀资源而打造的。该平台覆盖了操作系统、算法、数据库、安全、平台工具、虚拟化、存储、网络、固件等多个前沿技术领域,包含了应用使能套件、软件仓库、软件支持、软件适…

【LIO-SAM】LIO-SAM论文翻译(2020年)

【LIO】LIO-SAM论文翻译(2020年) 1.Abstract2.INTRODUCTION4.通过平滑和映射实现激光雷达惯性里程计A. 系统概述B. IMU Preintegration Factor(推导过程参阅)C. Lidar Od…

【我的 PWN 学习手札】fastbin reverse into tcache —— tcache key 绕过

目录 前言 一、tcache reverse into tcache 二、测试与模板 前言 之前提到过,较高版本的 glibc,设置了 key 对 tcachebin 内的 double free 进行了检查。 除了前面几篇手札罗列的绕过方法,今天又遇到一个,特此记录。之前利用…

Go 1.19.4 序列化和反序列化-Day 16

1. 序列化和反序列化 1.1 序列化 1.1.1 什么是序列化 序列化它是一种将程序中的数据结构(map、slice、array等)或对象状态转换成一系列字节序列的过程,这些字节可以被存储或通过网络发送。 在GO中,序列化通常涉及到将结构体或其…

VirtualBox+Vagrant快速搭建Centos7系统【最新详细教程】

VirtualBoxVagrant快速搭建Centos7系统 📖1.安装VirtualBox✅下载VirtualBox✅安装 📖2.安装Vagrant✅下载Vagrant✅安装 📖3.搭建Centos7系✅初始化Vagrantfile文件生成✅启动Vagrantfile文件✅解决 vagrant up下载太慢的问题✅配置网络ip地…

Apache Iceberg Architecture—Iceberg 架构详解

Apache Iceberg Architecture Apache Iceberg 的架构可以分为三个主要层次:Iceberg Catalog、元数据层和数据层。 一、 Iceberg Catalog(目录) Iceberg Catalog 是 Iceberg 的顶层组件,负责管理所有 Iceberg 表的元数据和元数据操…

HTML常用的文本标签

常用文本标签 <span>: 元素没有特定含义 <b>: 定义粗体文字 <i>: 定义斜体文字 <em>: 定义着重文字 <strong>: 定义加重语气 <del>: 定义删除字 <span>文本标签</span><br><b>文本标签</b><b…

Java框架学习(Spring)(tx)(03)

简介&#xff1a;以本片记录在尚硅谷学习ssm-spring-tx时遇到的小知识 详情移步&#xff1a;想参考的朋友建议全部打开相互配合学习&#xff01; 视频&#xff1a; 057-spring-tx-编程式和声明式事务理解_哔哩哔哩_bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV1AP411s7D7?p5…

MySQL tinyint(1)类型数据在经过flink cdc同步到doris后只有0/1问题定位与解决

背景&#xff1a; 近期在负责公司数据仓库搭建事宜&#xff0c;踩了一些坑后&#xff0c;终于通了&#xff0c;目标报表也成功迁移到了新方案上&#xff0c;可在数据验收的时候发现&#xff0c;同一个订单查询出了多条记录&#xff0c;原本以为只是简单的left join出多条记录问…

Unreal Engine 5 C++: 插件编写03 | MessageDialog

在虚幻引擎编辑器中编写Warning弹窗 准备工作 FMessageDialog These functions open a message dialog and display the specified informations there. EAppReturnType::Type 是 Unreal Engine 中用于表示应用程序对话框&#xff08;如消息对话框&#xff09;返回结果的枚举…

【算法笔记】二分查找 红蓝染色法

目录 二分查找 红蓝染色法&#xff08;感谢灵神&#xff09;闭区间[left, right]左闭右开区间[left, right)开区间(left, right)变式 二分查找 红蓝染色法&#xff08;感谢灵神&#xff09; 这里是灵神的教学视频&#xff1a;二分查找 红蓝染色法_哔哩哔哩_ bilibili 学了二分…

ubuntu中通过源码安装pointnet2_ops_lib

注&#xff1a;本帖所用环境为&#xff1a;ubuntu 24.04、 cuda 12.04 文章目录 1. 克隆 PointNet 源码库2. 安装依赖3. 编译 pointnet2_ops_lib4. 测试安装 1. 克隆 PointNet 源码库 首先&#xff0c;克隆 PointNet 的 GitHub 仓库&#xff1a; git clone https://github.co…

加密软件是怎么实现文件加密的

1、选择加密算法&#xff1a;加密软件支持多种加密算法&#xff0c;如对称加密算法&#xff08;如AES、DES&#xff09;和非对称加密算法&#xff08;如RSA&#xff09;。用户可根据需求和安全性要求选择合适的算法。 2、生成密钥&#xff1a;加密算法需要一定的密钥来对文件进…

代码随想录Day17 图论-1

DFS和BFS基础 做图论这部分的题目DFS和BFS少不了 DFS是深搜 沿着一条路一直搜索下去直到无法继续向下 再通过回溯 换一条路进行搜索 BFS是广搜 就是从当前节点出发 一直把当前节点所连接的所有节点都搜索过之后 进入下一节点在开始相同的搜索过程 98.所有可达路径 题意很简…

linux环境oracle11.2.0.4打补丁(p31537677_112040_Linux-x86-64.zip)

上传补丁及opatch工具 创建目录并上传opatch工具和补丁包 [oraclerhel64 ~]$ mkdir /u01/psu [oraclerhel64 ~]$ cd /u01/psu [oraclerhel64 psu]$ ll total 514572 -rw-r--r-- 1 oracle oinstall 391781147 Sep 23 17:37 p31537677_112040_Linux-x86-64.zip -rw-r--r-- 1 or…