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第四讲 基本逻辑门版图设计

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最新基本逻辑门电路及符号..PPT课件

最新基本逻辑门电路及符号..PPT课件

17.03.2021
9
2. 逻辑状态赋值 在数字电路中，用逻辑0和逻辑1分别表示输入、
输出高电平和低电平的过程称为逻辑赋值。 经过逻辑赋值之后可以得到逻辑电路的真值表，
便于进行逻辑分析。
17.03.2021
10
4. 非门（反相器）
1. 电路
非门 (a) 电路 （b）逻辑符号
17.03.2021
2. 工作原理
9 循环移位指令执行后结果（注意左/右、是否带 CF及移位次数）；
10 CMP指令执行后，结果及状态如何？
二、填空题（每空1分，共20分）
1 CPU内部结构（EU与BIU）；
2 基本总线周期长度（T1、T2、T3、TW*、T4）； 3 M分类，M存储单元最大数；
4 CPU与I/O接口之间交换信息种类，它们进入 CPU是通过AB/DB/CB中哪种总线？数据信号 分类，I/O端口最大数；
集成门电路：把构成门电路的元器件和连线都
制作在一块半导体芯片上，再封装起来，便构成了
集成门电路。现在使用最多的是CMOS和TTL集成门
电路。 17.03.2021
2
1. 二极管与门电路
1. 电路
2. 工作原理
A、B为输入信号 （+3V或0V）
F 为输出信号 VCC＝+12V
表2-1 电路输入与输出电压的关系
若在内存缓冲区中有一个数据块,起始地址为BLOCK,数据块中 的数据有正负,要求把其中的正负数分开,分别送至同一段的两个缓 冲区,存放正、负数的起始地址分别为PLUS、MINUS.
START： MOV SI， OFFSET BLOCK MOV DI， OFFSET PLUS MOV BX，OFFSET MINUS MOV CX，COUNT

门电路及组合逻辑电路ppt课件.ppt

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二-十进制代码：用4位二进制数b3b2b1b0来表示十进 制数中的 0 ~ 9 十个数码。简称BCD码。
用四位自然二进制码中的前十个码字来表示十进制数码， 因各位的权值依次为8、4、2、1，故称8421码。
2421码的权值依次为2、4、2、1；余3码由8421码加0011 得到；格雷码是一种循环码，其特点是任何相邻的两个码字， 仅有一位代码不同，其它位相同。
即：(5555)10＝5×103 ＋5×102＋5×101＋5×100 又如：(209.04)10＝ 2×102 ＋0×101＋9×100＋0×10－1＋4 ×10－2
（1）数制：二进制
数码为：0、1；基数是2。 运算规律：逢二进一，即：1＋1＝10。 二进制数的权展开式： 如：(101.01)2＝ 1×22 ＋0×21＋1×20＋0×2－1＋1 ×2－2
A
&
B
≥1 &
C
&
D
(a) 与或非门的构成
A
FB C
& ≥1 F
D
(b) 与或非门的符号
F AB CD
4、异或
异或是一种二变量逻辑运算，当两个变量取值相同时， 逻辑函数值为0；当两个变量取值不同时，逻辑函数值为1。
异或的逻辑表达式为： L A B
“异或”真值
表 输入
输出
A
B
L
A
=1
0
0
0
0
常用 BCD 码
十进制数 8421 码 余 3 码 格雷码 2421 码
0
0000 0011 0000 0000
1
0001 0100 0001 0001
2
0010 0101 0011 0010

《逻辑门电路 》课件

《逻辑门电路 》课件
能：输入全为1时输出 为0，其他情况输出为1
符号表示：通常用"NAND"表 示
真值表：列出所有输入和输出 组合的真值表
应用：常用于实现逻辑运算， 如与、或、非等
逻辑功能：输入全为1时输出为0，其他情况输出为1 符号表示：输入端A、B，输出端Y 真值表：列出所有输入输出组合及其对应的输出值 应用：用于实现逻辑运算、控制电路等
实现逻辑运算：与、或、非等 基本逻辑运算
控制信号：控制电路的通断、 开关等
数据处理：处理二进制数据， 实现数据传输、存储等
构建复杂电路：通过组合逻辑 门电路，构建更复杂的电路系 统
PART THREE
功能：实现逻辑与 运算
输入：两个输入信 号
输出：一个输出信 号
真值表：当两个输 入信号均为1时， 输出为1；否则输 出为0。
低功耗技术的挑 战与机遇
低功耗技术的未 来展望
人工智能：逻辑门电路是实现人工智能的关键技术之一，未来将在智能机器人、智能语音识别等领域发挥重要作 用。
物联网：逻辑门电路是实现物联网的关键技术之一，未来将在智能家居、智能交通等领域发挥重要作用。
量子计算：逻辑门电路是实现量子计算的关键技术之一，未来将在量子通信、量子加密等领域发挥重要作用。
生物科技：逻辑门电路是实现生物科技的关键技术之一，未来将在基因编辑、生物制药等领域发挥重要作用。
汇报人：
小型化趋势：随着半导 体技术的发展，逻辑门 电路的尺寸越来越小， 提高了集成度和性能
技术挑战：如何实现 更高集成度和更小尺 寸的逻辑门电路，同 时保证性能和可靠性
应用前景：随着物联 网、人工智能等新兴 技术的发展，逻辑门 电路的集成化和小型 化将更加重要。
低功耗技术在逻 辑门电路中的应 用

05第四讲ASIC的版图设计方法

05第四讲ASIC的版图设计方法

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一、全定制设计方法
Full-Custom Design Approach
以人工设计为主 计算机作为绘图与规则检查工具起辅助作用
– 元器件, 最佳尺寸（性能、驱动力、面积） – 拓扑结构, 要有最合理的布局（面积） – 连线, 要寻找到最短路径（延时）
全定制设计IC的特点
– 设计成本高（人工慢、上市时间长） – 制造成本低（面积小） – 性能好（连线短）
• 所有的库单元在入库时都必须进行严格的设计规 则检查和电连接性检查, 确保其万无一失的正确性 和可靠性。
2021/8/22
浙大微电子
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库单元设计中需要注意的地方
1. 单元最上端布以贯穿整个单元的铝线, 作为电源线VDD, 单元最下端布以贯穿整个单元的铝线, 作为地线VSS, 这样在单元拼接时, 电源线和地线就以可以直接分别相连
2021/8/22
浙大微电子
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库单元三种描述方式的意义
• 单元的逻辑符号用以建立逻辑图 • 单元的拓扑版图描述单元版图的外形尺寸、
输入/输出的位置 • 为使单元之间的连线都处于布线通道之内,
单元本身的I/O口必须处于单元的上下两排 • 单元的掩膜版图才是最终的有效制版信息 • 注意每种单元的三种描述之间名称要一一
– 在设计者力所能及的情况下( 时间与正确性的把握)
2021/8/22
浙大微电子
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64路PDP显示扫描驱动芯片
洪慧博士生（2002.9-2007.9）
2021/8/22
浙大微电子
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18 bit 音频 ADC 版图
马绍宇博士生（2003.9-2008.10）
2021/8/22

逻辑门ppt课件

逻辑门ppt课件
例2-2 : 向2输入与门输入图示的波形，求其输出波 形F。 解：
.
6
2.1.2 或门
实现“或”运算的电路称为或逻辑门，简称或门 。 逻辑或运算可用开关电路中两个开关相并联的例子
来说明
A
B
F AB
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
.
7
“或”运算的逻辑表达式为： F = A+B “或”运算真值表 :
第二章 逻辑门
内容提要：
（1）数字电路的基本逻辑单元——门电路，及其
对应的逻辑运算与图形描述符号 。 （2）三态逻辑门和集电极开路输出门 。 （3）TTL集成门的逻辑功能、外特性和性能参数 。 （4）CMOS集成门的逻辑功能、外特性和性能参数。
.
1
2.1 基本逻辑门
主要内容：
▪ 与、或、非三种基本逻辑运算 ▪ 与、或、非三种基本逻辑门的逻辑功能 ▪ 逻辑门真值表的列法 ▪ 画各种逻辑门电路的输出波形
“拉电流”工作状态 : “灌电流”工作状态:
扇入系数：指一个门电路所能允许的输入端个数。
扇出系数：一个门电路所能驱动的同类门电路输入 端的最大数目。
扇出系数的计算公式为：
扇出系数IOH或IOL
IIH . IIL
32
.
33
“异或”门真值表 ：
A
B
F AB
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
.
17
2.2.3 同或门
“异或”运算之后再进行“非”运算，则称为“同 或”运算。实现“同或”逻辑运算的逻辑电路称为 同或门。

组合逻辑设计设计基本逻辑门电子技术

组合逻辑设计设计基本逻辑门电子技术

组合规律设计-设计基本规律门 - 电子技术1.设计构思设计构思：将基本的规律门电路（非门、2输入与门、2输入或门、3输入与非门、2输入或非门、2输入异或门）集成在一片PAL器件上，构成组合规律电路，以节省空间和成本；六个单独的规律功能，有12个输入端，6个输出端，其基本的规律门为图1；当谈及“高电平有效”或“低电平有效“时，即表明在器件的的输出端是否有一个附加的反向器（非门）。

如高电平有效的器件具有“与-或”结构，而低电平有效的器件具有“与-或-非”结构“高电平有效”或“低电平有效“器件的结构差异基本规律门管脚定义输入端输出端 A B C、D E F、G H I、J、K L M、N O P、Q R2.建立布尔方程反向器：B = /A (1)与门： E = C * D (2)或门： H = F （PAL器件实现的规律具有“积之和”，一般每个乘积项放一行）+ G (3)与非门：L = /(I * J * K) = /I + /J + /K = /I+ /J+ /K (4)或非门：O = /(M + N) = /M * /N (5)异或门：R = P : +: Q = P * /Q+ /P * Q (6)符号“ : +: ”表示“异或”操作12个输入端、6个输出端；10个乘积项3.器件的选择理解规律图在PAL器件中，每个输入量都以“原”和“反”两种形式供应；“乘积项”又叫“与”门。

由于“与”门的输入端可能有很多，画起来比较麻烦。

因此，“乘积项”常用带有“与”门的水平线表示；“输入线”在规律图中是一些垂直线，它们是由输入量驱动的，直接连至“乘积项”。

PAL器件的选择PAL12H6有12个输入端（1-12脚）和6个输出端，其中四个输出端(引脚14-17)有2个“乘积项”连到“或“门，而引脚13和18的输出端有4个“乘积项”连到“或”门，因此引脚13和18可用来实现比其它4个输出引脚更简单的规律功能。

输入的“原”和“反”、“乘积项”和“输入线”的表示尽管在设计时不必关怀这些功能在PAL器件内的具体实现形式，但设计者或许想知道．下图表示了反相器和“与”门在PALl2H6是怎样实现的。

第四讲 基本逻辑门版图设计

第四讲 基本逻辑门版图设计
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5. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和N+注 入区交集处即形成N+有源区， N+注入区比所交 有源区要大些。
6. 两层半布线 金属，多晶硅可做连线，所注入的有源区也是 导体，可做短连线（方块电阻大）。三层布线 之间，多晶硅和注入有源区不能相交布线，因 为相交处形成了晶体管，使得注入有源区连线 断开。
25
如何画版图 -------用反相器为例说明
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如何画版图 -------用反相器为例说明
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如何画版图 -------用反相器为例说明
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须解释的问题：
1. 有源区和场区是互补的，晶体管做在有源区处， 金属和多晶连线多做在场区上。 2. 有源区和P+,N+注入区的关系：有源区即无场氧 化层，在这区域中可做N型和P型各种晶体管，此 区一次形成。 3. 至于以后何处是NMOS晶体管，何处是PMOS晶 体管，要由P+注入区和N+注入区那次光刻决定。 4. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和P+注 入区交集处即形成P+有源区， P+注入区比所交有 源区要大些。
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7. 三层半布线 金属1，金属2 ，多晶硅可做连线，所注 入的有源区也是导体，可做短连线（方 块电阻大）。四层线之间，多晶硅和注 入有源区不能相交布线，因为相交处形 成了晶体管，使得注入有源区连线断开。
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第四讲：基本逻辑门版图设计
1
基本逻辑门的版图设计
2
VDD
IN
OUT
VSS
3
ห้องสมุดไป่ตู้
或非门版图设计：
4
M
VSS
M
VSS

逻辑门电路ppt课件

逻辑门电路ppt课件

第3章 逻辑门电路
3.2.1 TTL系列门电路 ◆ TTL（晶体管—晶体管逻辑）门电路只制成单片集成电路。输入级由多发射极晶体管构成， 输出级由推挽电路（功率输出电路）构成。标准TTL与非门如下图所示。
◆ 标准TTL与非门
◆ 电路工作原理
1. 电路组成 2. 逻辑关系 当当3一个个发发射射极极都或接3高个电发平射（极A都、接B、低C电都平 接导通（定U通，+B工A25≈（则、V作0）.有倒B2在V、时置饱，C，工接和晶T作地导体1的状）通 管集态，状T电2）多态必结至发，定处使射其截于T极集止正2晶电，、向体使极T偏4管T电饱置3T饱压和而1一和导 导U通B4，≈0而.7VT，4截U止CE，S2≈输0出.2V端L 为高电平。 UB3≈0.9V，T3截止，UL≈0
带灌电流负载特性:与非门输出uO为低电平 时，带灌电流负载。当输入都为高电平时， 与非门的V2、V5饱和导通，输出uO为低电平 UOL，这时，各个外接负载门的输入低电平电 流都流入（即灌入）V5的集电极，形成了输 出低电平电流。当外接负载门的个数增加时， 流入V5集电极的电流随之增大，输出低电平 稍有上升，只要不超过输出低电平允许的上 限值，与非门的正常逻辑功能就不会被破坏。 设与非门输出低电平时，允许V5最大集电极 电流为ＩOL（max），每个负载门输入低电 平电流为ＩIL时，则输出端外接灌电流负载 门的个数NOL为。NOL＝IOL（max）/IIL
第3章 逻辑门电路
第3章 逻辑门电路
一、学习目的
逻辑门电路是构成数字电路的基本单元。要从内部结构上认识了解逻辑门电路的基本构造和性能 特点，了解逻辑门电路的逻辑关系用分立元件是如何实现的，了解集成门电路的分类和各类集成 逻辑门电路的工作特点及主要参数。

数字电子技术-逻辑门电路PPT课件

数字电子技术-逻辑门电路PPT课件
在电路中的应用。
或非门（NOR Gate）
逻辑符号与真值表
描述或非门的逻辑符号，列出其对应的真值表， 解释不同输入下的输出结果。
逻辑表达式
给出或非门的逻辑表达式，解释其含义和运算规 则。
逻辑功能
阐述或非门实现逻辑或操作后再进行逻辑非的功 能，举例说明其在电路中的应用。
异或门（XOR Gate）
逻辑符号与真值表
01
02
03
Байду номын сангаас
04
1. 根据实验要求搭建逻辑门 电路实验板，并连接好电源和
地。
2. 使用示波器或逻辑分析仪 对输入信号进行测试，记录输
入信号的波形和参数。
3. 将输入信号接入逻辑门电 路的输入端，观察并记录输出
信号的波形和参数。
4. 改变输入信号的参数（如频 率、幅度等），重复步骤3， 观察并记录输出信号的变化情
THANKS
感谢观看
低功耗设计有助于提高电路效率和延长设 备使用寿命，而良好的噪声容限则可以提 高电路的抗干扰能力和稳定性。
扇入扇出系数
扇入系数
指门电路允许同时输入的最多 信号数。
扇出系数
指一个门电路的输出端最多可 以驱动的同类型门电路的输入 端数目。
影响因素
门电路的输入/输出电阻、驱动 能力等。
重要性
扇入扇出系数反映了门电路的驱动 能力和带负载能力，对于复杂数字 系统的设计和分析具有重要意义。
实际应用
举例说明非门在数字电路中的应用， 如反相器、振荡器等。
03
复合逻辑门电路
与非门（NAND Gate）
逻辑符号与真值表
描述与非门的逻辑符号，列出其 对应的真值表，解释不同输入下
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第四讲：基本逻辑门版图设计
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基本逻辑门的版图设计
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或非门版图设计：
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MVLeabharlann S5棒形图6
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与非门
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如何画版图 -------用反相器为例说明
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7. 三层半布线 金属1，金属2 ，多晶硅可做连线，所注 入的有源区也是导体，可做短连线（方 块电阻大）。四层线之间，多晶硅和注 入有源区不能相交布线，因为相交处形 成了晶体管，使得注入有源区连线断开。
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5. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和N+注 入区交集处即形成N+有源区， N+注入区比所交 有源区要大些。
6. 两层半布线 金属，多晶硅可做连线，所注入的有源区也是 导体，可做短连线（方块电阻大）。三层布线 之间，多晶硅和注入有源区不能相交布线，因 为相交处形成了晶体管，使得注入有源区连线 断开。
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如何画版图 -------用反相器为例说明
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如何画版图 -------用反相器为例说明
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如何画版图 -------用反相器为例说明
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须解释的问题：
1. 有源区和场区是互补的，晶体管做在有源区处， 金属和多晶连线多做在场区上。 2. 有源区和P+,N+注入区的关系：有源区即无场氧 化层，在这区域中可做N型和P型各种晶体管，此 区一次形成。 3. 至于以后何处是NMOS晶体管，何处是PMOS晶 体管，要由P+注入区和N+注入区那次光刻决定。 4. 有源区的图形（与多晶硅交叠处除外）和P+注 入区交集处即形成P+有源区， P+注入区比所交有 源区要大些。