数字系统设计与PLD应用复习资料.doc

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1、.数字系统设计与PLD应用复习资料第一章1.名词解释（P1）EDA：电子设计自动化SSI：小规模集成电路MSI：中规模集成电路LSI：大规模集成电路VLSI：超大规模集成电路ASIC：专用集成电路PLD：可编程逻辑器件2.区分数字系统和逻辑功能部件的重要标志（P1）：有没有控制部件3.数字系统设计人员从事的工作可以分为三种（P2）：1)选用通用集成电路芯片构成系统2)应用可编程逻辑器件实现数字系统3)设计专用集成电路（单片系统）4.数字系统的基本模型（P3～P5）1)数字系统动态模型采用传统的数字电路描述方法建立的系统模型称为数字系统的动态模型。具体地

2、说，用状态转换图、状态转换表、状态方程组、输出方程组、时序图、真值表、卡诺图等描述工具可以建立数字系统的动态模型。2)数字系统的算法模型设计数字系统的传统方法是建立在系统动态模型的基础上的，即用真值表、卡诺图、状态转换图、状态转换表、时序图、状态方程和输出函数方程建来建立系统模型。系统的算法模型两大特征：1>含有若干子运算，这些子运算实现对欲处理数据或信息的传输、存储或加工处理2>具有相应的控制序列，控制子运算按一定的规律有序地进行5.数字系统的基本结构（P8）工作过程：控制单元根据外部输入控制信号及反映数据处理单元当前工作状况的反馈应答信号，发出对数

3、据处理单元的控制序列信号；在此控制信号的作用下，数据处理单元对待处理的输入数据进行分解、组合、传输、存储和变换，产生相应的输出数据信号，并向控制单元送去反馈应答信号，用于表明它当前的工作状态和处理数据的结果。控制单元在收到反馈应答信号后，再决定发出新的控制信号，使数据处理单元进行新一轮的数据处理。控制单元和数据处理单元密切配合、协调工作，称为一个实现预定功能的有机整体。..数据处理单元控制单元待处理输入数据外部输入控制信号控制序列信号反馈应答信号处理后输出数据外部输出控制信号数据流控制流数字系统基本结构1.数字系统设计的基本步骤（P10）1)系统逻辑功

4、能的确定2)系统的描述3)算法的设计4)电路结构选择5)电路的实现2.数字系统设计方法1)自上而下的设计方法（P15）自上而下的设计过程表现为由高一级（或最高层次）描述变换成最低一级（或最低层次）描述的过程。系统级系统设计功能级逻辑设计器件级2)自下而上的设计方法（P16）根据用户要求，对现有的器件或较小的系统或相似的系统加以修改、扩大或相互连接，直到构成满足用户要求的新系统为止。它是一种多层次的设计方法，从现成的数字器件或子系统开始的。..系统（高级别）…子系统子系统…ABCD低级别1.利用DSP串口通信设计电路（P19）第二章1.算法推导的主要考虑

5、因素（P29）1)逻辑指标。这是数字系统最后总要的指标，表达系统应完成的逻辑功能2)非逻辑指标。系指逻辑功能以外的其他非逻辑约束因素2.硬件结构对算法推导的影响（P30）1)采用不同规模、不同性质的器件时，将有不同的算法设计对策2)系统算法设计与软件算法设计的区别3.算法设计的方法：跟踪法、归纳法、划分法、解析法、综合法（P30）4.三种常用的算法结构：顺序算法结构、并行算法结构、流水线算法结构（P42）5.三种算法的执行时间计算（P42～P46）：1)顺序算法结构执行时间假设待处理数据是单个数据D，它完成算法流程需要经历l段，每段平均时间是∆，则所需

6、要的运行时间为τ=l∙∆如果含有n个元素的数据流，则总的运算时间为TS=n∙τ=n∙l∙∆2)并行算法结构执行时间如果待处理数据是单个元素Di，l'是并行算法流程经历的段数，则运行时间τ=l'∙∆如果含有n个元素的数据流输入，则总的运算时间为TP=n∙τ=n∙l'∙∆例：计算R个数据排队电路采用顺序结构算法和并行结构算法的运行时间。假设顺序结构中每个Di与一个RAM(j)比较且存放需经历h段，每段平均时间∆。解：根据顺序算法结构的含义，可得到输入一个Di的最长运行时间为：Ts1=R∙h∙∆=l∙∆(l=R∙h)输入R个数据元素总的运行时间为：TSR=R

7、∙R∙h∙∆=R∙l∙∆根据并行结构算法的特点，输入R个数据元素的总的运行时间为：..TPR=R∙h∙∆=R∙l'∙∆(l'=h)1)流水线算法结构运行时间若系统输入数据流的待处理数据元素为m个，每一元素运算有l段，每段经历时间为∆，则流水线算法结构运行时间：T=l∙∆+(m-1)∆例：某系统待处理结构元素为100个，每个元素需进行16段运算，且每段所需运算时间为0.2us，求顺序算法结构和流水线算法结构运行时间。顺序算法：TS=100×16×0.2=320(μs)流水线算法：T=16×0.2+(100-1)×0.2=23(μs)1.实现系统的途径及特

8、点（P47）1)用市售标准的SSI、MSI、和LSI构成（最经典，为国内广大设计者采用）2)以