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數(shù)字電路設(shè)計內(nèi)容提要緒論電路設(shè)計規(guī)則電路設(shè)計流程電路驗證方法電路實現(xiàn)結(jié)束語緒論認清數(shù)字電路設(shè)計電路設(shè)計的三個層次正確的入門方法數(shù)字電路的基本參數(shù)同步數(shù)字電路設(shè)計認清數(shù)字電路設(shè)計電路設(shè)計是一門藝術(shù)象藝術(shù)技巧一樣，深不可測，奧妙無窮；電路設(shè)計工程師和藝術(shù)家一樣，有發(fā)揮創(chuàng)造性的無限空間；電路設(shè)計所使用的“原料”和藝術(shù)作品一樣，簡單而且為所有人共知；電路的表現(xiàn)形式和藝術(shù)作品一樣，相同的內(nèi)容，相同的目的，可能會有不同的表現(xiàn)形式。 …… 認清數(shù)字電路設(shè)計因為電路設(shè)計是一門藝術(shù)，所以它不可以速成；必須正確的入門方法；必須經(jīng)常重復練習；在實現(xiàn)以前必須有完整的構(gòu)思。認清數(shù)字電路設(shè)計舉例：設(shè)計一個電路完成以下波形描述的功能。認清數(shù)字電路設(shè)計利用選擇器完成電路功能認清數(shù)字電路設(shè)計利用移位寄存器完成電路功能電路設(shè)計的三個層次完成功能能夠完成電路要求完成的功能工作可靠電路的工作對外圍環(huán)境要求最低；電路不受溫度、工藝等因數(shù)的影響可重用（可移植）能方便的在別的電路中使用電路設(shè)計的三個層次舉例設(shè)計一個UART的接收電路波特率19.2，偶校驗，1位停止位電路設(shè)計的三個層次定義輸入輸出端口輸入：UartRx、SysClk、Read 輸出：Data、New、Err 電路設(shè)計的三個層次功能實現(xiàn)（框圖）電路設(shè)計的三個層次完成功能（電路圖）電路設(shè)計的三個層次該電路能完成要求的功能，我們的設(shè)計已經(jīng)結(jié)束我們來看下面情況：發(fā)送的時鐘和接收的時鐘源不同步傳輸中出現(xiàn)干擾讀信號和接收時鐘不同步接收電路偽同步電路設(shè)計的三個層次我們修改了電路，電路工作已經(jīng)十分可靠，現(xiàn)在我們可以說設(shè)計結(jié)束了。如果我們我們接到另一個項目需要做一個URAT，要求有些不同：波特率、校驗位、停止位可變； CPU中斷響應(yīng)慢電路設(shè)計的三個層次所以我們在設(shè)計電路時，最好能使電路可重用，或盡可能簡單的修改原設(shè)計的情況下對電路進行移植。數(shù)字電路基本參數(shù)無時鐘信號的電路（組合邏輯）數(shù)字電路基本參數(shù)有時鐘信號的電路（時序電路）數(shù)字電路基本參數(shù) Tsu、Th是對輸入信號中數(shù)據(jù)和時鐘相位的表征，通常我們提及這兩個參數(shù)時，一般是指器件對輸入的要求，即要求輸入的最小建立時間（ Tsu ）和最小保持時間（ Th ）；觸發(fā)器的這兩個參數(shù)只與器件的工藝和溫度有關(guān)當我們的輸入的相位要求不能滿足該要求時，觸發(fā)器的值將不能達到預(yù)期結(jié)果（即我們常說的不確定）。數(shù)字電路基本參數(shù)對于一個觸發(fā)器來說， Tsu +Th為一個常量。由于有外圍電路的作用，我們所看到的最小建立時間（ Tsu ）和最小保持時間（ Th ）可能有變化。例如：數(shù)字電路基本參數(shù)觸發(fā)器的Tco參數(shù)只與器件的工藝和溫度有關(guān)由于時鐘輸入或數(shù)據(jù)輸出電路上的延時， 器件或模塊的Tco可能會有變化，例如：數(shù)字電路基本參數(shù)我們現(xiàn)在已經(jīng)學習了數(shù)字電路的基本參數(shù)：數(shù)字電路基本參數(shù)我們在電路中，實際上觸發(fā)器和組合邏輯是以以下結(jié)構(gòu)存在的：同步數(shù)字電路設(shè)計在數(shù)字電路中為什么要使用同步數(shù)字電路？同步數(shù)字電路設(shè)計異步電路（組合邏輯電路）：同步數(shù)字電路設(shè)計同步電路（時序電路）：同步數(shù)字電路設(shè)計 Tdelay與組合邏輯的延時（Tn）無關(guān)同步數(shù)字電路設(shè)計假設(shè)因為溫度、工藝或布線改變，造成電路的延時改變了△t，對于異步電路：同步數(shù)字電路設(shè)計對于同步數(shù)字電路同步數(shù)字電路設(shè)計另外，由于同步數(shù)字電路只對在時鐘有效沿附近的數(shù)據(jù)“感興趣”，所以它可以將由于干擾造成的數(shù)據(jù)干擾和由于電路競爭冒險產(chǎn)生的毛刺“過濾”掉，從而大大的提高了電路的可靠性。同步數(shù)字電路設(shè)計同步電路使電路的速度是提高了還是降低了？？？？同步數(shù)字電路設(shè)計變慢了，為什么？同步數(shù)字電路設(shè)計變快了，為什么？同步數(shù)字電路每間隔一個TClk可以處理一個數(shù)據(jù)，而異步電路需要每間隔Tdelay才能處理一個數(shù)據(jù)。就單位時間內(nèi)處理的數(shù)據(jù)量而言，同步數(shù)字電路可以遠遠大于異步電路。所以我們說，使用同步數(shù)字電路的可以提高電路的運行速度。正確的入門方法從電路圖設(shè)計入手可以很清楚電路是如何實現(xiàn)的；可以很清楚電路結(jié)構(gòu)，或會有意識的對電路的模塊進行劃分；如果從語言入手必須熟悉電路，能很容易的讀懂電路；對電路的不同描述方式，要清楚綜合工具的綜合結(jié)果正確的入門方法規(guī)范設(shè)計是入門的基礎(chǔ)規(guī)范設(shè)計可以避免一些電路不可靠因素；真正可重用的電路絕對是規(guī)范的；電路的功能實現(xiàn)不是最有價值的東西，最有價值的是電路實現(xiàn)的思路；如果你的電路大家都看不懂，那絕對是“垃圾”；正確的入門方法注重仿真所有的電路都是調(diào)試出來的，不是設(shè)計出來的；不懂仿真，則永遠無法成為電路設(shè)計高手；測試向量的完整性可以大大縮短硬件的調(diào)試時間。電路設(shè)計規(guī)則命名規(guī)則注釋規(guī)則電路描述規(guī)則命名規(guī)則（1）名字必須有確定意義，且具有可讀性。如： SysClk、Reset、SecondCnt、CnlAData 不能取如下名字： X、A、B 命名規(guī)則（2）名字之間的單詞的第一個字母使用大寫。如： TotalNumber、CalcError、FramerSearch、InputDataCounter 不要將名字中全部取為大寫或小寫，如： CPUADDRESS、ramreaddata、fifoempty Totalnumber、calcerror、framersearch、inputdatacounter、BASEADDR 命名規(guī)則（3）在命名中使用_N的后綴表示低電平有效信號或下降沿有效的時鐘，沒有_N的信號均表示高電平有效或上升沿有效如： Reset_N，TxClk_N SyncLos = ! FramerSync 命名規(guī)則（4）在命名中使用_C的后綴或全部大寫表示常量。如： DataWidth_C、DATAWIDTH BuffDepth_C、BUFFDEPTH 命名規(guī)則（5）在命名中使用_B的后綴表示雙向的變量或信號。如： CpuData_B 表示CPU數(shù)據(jù)總線是雙向的。 命名規(guī)則（6）使用恰當?shù)目s寫，縮短名字的長度，同時不降低名字的可讀性如： Rd Read Wr Write En Enable Ava Available Addr Address Alm Alarm Clk Clock Rst Reset In Input Out Output 命名規(guī)則（7）名字中盡可能不出現(xiàn)數(shù)字，除非必須出現(xiàn)。如： E1Framer 命名規(guī)則（8）避免單獨使用以下字母和數(shù)字，更不允許在同一文件中的名字中使用以下字母和數(shù)字區(qū)別變量或信號名： I、l、1 O、0、o S、5 G、6 如： RdCnt1、RdCntl、RdCntI 命名規(guī)則（9）當文件中只包含一個模塊時，文件名和模塊名保持一致。當文件中有多個相關(guān)模塊且沒有頂層模塊，模塊名須與各模塊的功能相關(guān)當一個模塊中的子模塊在別的電路中不會使用時，可以將子模塊和頂層模塊放置在一起，文件名和頂層模塊名相同。注釋規(guī)則代碼注釋是為了增強代碼的可讀性，注釋的內(nèi)容要求言簡意賅。注釋分為：文件或模塊注釋變量或信號注釋電路注釋特殊功能注釋其他注釋數(shù)字電路設(shè)計流程功能分析和模塊定義確定重要信號傳遞方案代碼設(shè)計和驗證 功能分析和模塊定義自頂向下設(shè)計；對項目的各功能進行系統(tǒng)的分析，列出數(shù)字電路需要完成的各個功能；按以下原則劃分各功能模塊：功能確定接口最簡成對原則模塊最少定義模塊間的接口； 再將每個模塊按以上原則和方法劃分功能子模塊，直到模塊最小化功能分析和模塊定義舉例：設(shè)計一個SDH的四路E1映射的電路；電路接收信號為SDH開銷處理后的并行數(shù)據(jù)和定時信號；上行總線接口為兩條，每條的信號完全一樣：輸入：CLK19、SPE、C1J1V1 輸出：ADD 、 DATA[7：0]、PAR 下行總線接口為兩條，每條的信號全是輸入且完全一樣： CLK19、SPE、C1J1V1、DATA[7：0]、PAR 功能分析和模塊定義設(shè)計一個SDH的四路E1映射的電路；（續(xù)） CPU總線用于電路設(shè)置和告警處理輸入：ADDR[7：0]、RD、WR、CE 雙向：DATA[7：0] E1接口為4條相同的接口信號輸入：RPO（PCO）、RNO（RDO）輸出：TPI（TCI）、TNI（TDI）要求完成以下功能：每個E1可以在任意的TU12位置分插上行時序可以在上行和下行四個時序中任意選擇功能分析和模塊定義設(shè)計一個SDH的四路E1映射的電路；（續(xù)）要求完成以下功能： （續(xù)） E1接口可選正/負雙軌模式和NRZ/時鐘模式根據(jù)下行總線工作狀態(tài)實現(xiàn)倒換功能分析和模塊定義 SDH介紹 功能分析和模塊定義電路設(shè)計框圖功能分析和模塊定義各模塊功能確定檢查模塊間接口最簡檢查成對設(shè)計檢查模塊最少檢查定義模塊間的接口確定重要信號傳遞方案確定電路的輸入輸出要求確定模塊間的輸入輸出要求重要信號傳遞過程定時信號公用信號確定重要信號傳遞方案舉例：代碼設(shè)計和驗證自底向上設(shè)計每一模塊根據(jù)功能要求、接口定義和重要信號傳遞方案進行代碼設(shè)計對每個模塊進行仿真對成對模塊進行聯(lián)調(diào)將所有模塊拼接并進行系統(tǒng)驗證電路驗證方法驗證的目的是為了保證電路提供的功能特性的正確性；驗證的目標是證明設(shè)計沒有錯誤；驗證過程需要權(quán)衡以下方面：驗證時間驗證成本驗證充分電路驗證方法驗證手段；功能驗證的方法；驗證計劃的建立；驗證手段功能驗證（功能仿真）功能驗證是設(shè)計驗證的主要形式；功能驗證需要進行代碼覆蓋率的檢查；靜態(tài)時序分析檢查電路中觸發(fā)器的建立和保持時間，以及基于路徑的時延要求；時序仿真形式驗證功能驗證（功能仿真）功能仿真的目的主要是為了保證設(shè)計的RTL級的描述和要求的特性一致；功能驗證（功能仿真）功能驗證策略一：比較法功能驗證（功能仿真）舉例：設(shè)計一個帶異步復位的計數(shù)器，使用比較法進行仿真，并檢查代碼覆蓋率功能驗證（功能仿真）功能驗證策略二：預(yù)測法功能驗證（功能仿真）舉例：設(shè)計一個帶異步復位的計數(shù)器，使用預(yù)測法進行仿真，并檢查代碼覆蓋率功能驗證的方法黑盒法：不知道實現(xiàn)細節(jié)，所有驗證內(nèi)容通過對設(shè)計對外接口完成的；白盒法：對設(shè)計內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細節(jié)非常清楚，并可以進行完全的控制和觀察；灰盒法：知道細節(jié)的情況下，進行黑盒驗證。功能驗證的方法一般情況，對模塊測試進行白盒測試或灰盒測試；系統(tǒng)測試使用黑盒測試或灰盒測試。 TestBench簡介描述TestBench流程產(chǎn)生輸入激勵例化測試對象檢查測試對象輸出輸出測試結(jié)果驗證計劃的建立一個驗證計劃一般需要具備：明確驗證目標；確定驗證手段、方法和策略；結(jié)果檢查手段；驗證結(jié)果的質(zhì)量標準；驗證進度安排和管理；驗證小組成員的職責和分工。電路實現(xiàn)數(shù)字電路中時鐘處理方法接口電路運算電路數(shù)據(jù)流處理電路數(shù)字電路中時鐘的處理方法數(shù)字電路中時鐘是所有信號的參考，沒有時鐘，所有的數(shù)字信號都沒有意義；一個數(shù)字電路中時鐘的處理方案直接影響數(shù)字電路的功能實現(xiàn)和可靠性；一般情況，我們在同一個設(shè)計中使用唯一的系統(tǒng)時鐘（除接口電路）；當系統(tǒng)中多個時鐘時，我們必須對有些時鐘進行處理。數(shù)字電路中時鐘的處理方法當有多個時鐘數(shù)字電路，且有一個時鐘（假設(shè)為CLKA）的速率大于其他時鐘兩倍以上，我們在接口部分就必須對其他時鐘進行同步化處理，將其他時鐘信息轉(zhuǎn)換為和CLKA同步的允許信號。這樣處理的好處：便于處理電路內(nèi)部時序；時鐘間邊界條件只在接口部分電路進行處理；數(shù)字電路中時鐘的處理方法同步化處理電路（時鐘沿提取電路）：數(shù)字電路中時鐘的處理方法這么會這樣？問題出在哪？數(shù)字電路中時鐘的處理方法當Ta>Tb，SysClk不能采集到ClkEn；當Tb>Ta，SysClk可能會兩次采集ClkEn。數(shù)字電路中時鐘的處理方法解決方法？？數(shù)字電路中時鐘的處理方法前面電路是對時鐘的上升沿進行同步化處理，如果是下降沿呢？數(shù)字電路中時鐘的處理方法提問：如何取的上升和下降沿數(shù)字電路中時鐘的處理方法當有多個時鐘數(shù)字電路，但速率最快的時鐘（假設(shè)為CLKA）的速率沒有達到其它時鐘頻率的兩倍，我們在接口部分就必須對其他時鐘和數(shù)據(jù)通過FIFO進行隔離，并將其他時鐘信息轉(zhuǎn)換為和CLKA同步的允許信號。數(shù)字電路中時鐘的處理方法異步時鐘和數(shù)據(jù)處理標準電路：數(shù)字電路中時鐘的處理方法對于間歇時鐘，如果其最高頻率小于所選的系統(tǒng)時鐘的1/2：用時鐘沿提取電路對時鐘進行同步化；如果最高頻率大于所選的系統(tǒng)時鐘的1/2：使用FIFO進行同步；增大FIFO的深度；或通過串并轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)或?qū)挾雀鼘挼臄?shù)據(jù)進行處理；數(shù)字電路中時鐘的處理方法選擇系統(tǒng)時鐘一般性原則：不大于內(nèi)部電路能夠運行的最高頻率的時鐘；連續(xù)的周期性時鐘；在系統(tǒng)中頻率最高的時鐘；當不能滿足第二條時，必須保證時鐘的間歇時間小于其他任何時鐘的周期；當不能保證第三條時，可以將數(shù)據(jù)進行串并轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)或?qū)挾雀鼘挼臄?shù)據(jù)，從而降低非系統(tǒng)時鐘的頻率。數(shù)字電路中時鐘的處理方法對于內(nèi)部的低速時鐘，一般常見的方法：數(shù)字電路中時鐘的處理方法最佳處理方法：接口電路接口電路功能和處理原則接口處理電路使用的基本元素輸入接口電路輸出接口電路雙向接口電路舉例：CPU接口電路接口電路功能和處理原則功能：提供和處理與芯片或FPGA接口的電路時序；對可能有的干擾進行過濾；對非系統(tǒng)時鐘進行處理；如果需要提供3態(tài)控制；處理原則：統(tǒng)一到一個系統(tǒng)時鐘；外圍時序和相位關(guān)系不變。接口電路功能和處理原則接口電路位置示意圖：接口處理電路使用的基本元素三態(tài)門：將外圍的雙向電路引入內(nèi)部電路，使內(nèi)部電路中沒有三態(tài)電路；輸出三態(tài)與外圍電路中信號進行線或或線與；三態(tài)輸出在一般情況下輸出高阻，只有必須輸出時才輸出數(shù)據(jù)，避免與外圍電路發(fā)生沖突。接口處理電路使用的基本元素三態(tài)門：接口處理電路使用的基本元素透明鎖存器（Latch）：在數(shù)字電路設(shè)計中，盡可能不使用Latch； Latch以下條件同時存在的情況下使用：要鎖存的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)標志（如讀信號）的上升沿和下降沿之間可能變化；內(nèi)部電路在數(shù)據(jù)標志的上升沿和下降沿之間需要使用要鎖存的數(shù)據(jù)；內(nèi)部電路在數(shù)據(jù)標志結(jié)束后可能還需要使用要鎖存的數(shù)據(jù)；接口處理電路使用的基本元素為什么我們需要盡可能不使用Latch？？接口處理電路使用的基本元素如何避免使用Latch?? 避免使用Latch（1）要鎖存的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)有效標志（如讀信號）的上升沿和下降沿之間可能變化；避免使用Latch（2）內(nèi)部電路在數(shù)據(jù)標志的上升沿和下降沿之間需要使用要鎖存的數(shù)據(jù)；避免使用Latch（3）內(nèi)部電路在數(shù)據(jù)標志結(jié)束后可能還需要使用要鎖存的數(shù)據(jù)；接口處理電路使用的基本元素如何避免使用Latch?? 接口處理電路使用的基本元素接口處理電路使用的基本元素如何避免使用Latch?? 接口處理電路使用的基本元素 Latch替換電路接口處理電路使用的基本元素移位寄存器：當內(nèi)部電路的處理速度較慢，通常使用移位寄存器進行速率變換；一般情況下，只有當系統(tǒng)時鐘的頻率小于數(shù)據(jù)時鐘，才在接口電路中使用移位寄存器，否則，將在內(nèi)部電路中使用；移位寄存器在接口電路中主要用于串并轉(zhuǎn)換和并串轉(zhuǎn)換。接口處理電路使用的基本元素移位寄存器：接口處理電路使用的基本元素濾波器：當輸入信號不穩(wěn)定或有干擾，可以使用濾波器過濾到不需要的信號；濾波器的根據(jù)采集時鐘和過濾對象的速率倍數(shù)，選擇不同的濾波器形式；根據(jù)輸入信號的特點，可以對濾波器進行不同的修改和調(diào)整。接口處理電路使用的基本元素濾波器（1）：接口處理電路使用的基本元素濾波器（2）：接口處理電路使用的基本元素濾波器（3）：接口處理電路使用的基本元素 FIFO（先進先出存儲器）： FIFO在接口電路中的主要作用是不同時鐘間進行隔離； FIFO在接口電路有時也用作速率調(diào)整；在接口電路中，F(xiàn)IFO的深度由具體情況而定，一般情況下都比較淺； FIFO工作在非空非滿狀態(tài)，所以電路中基本不需要空滿判斷，只需對地址相等進行復位即可。接口處理電路使用的基本元素 FIFO（先進先出存儲器）：接口處理電路使用的基本元素時鐘恢復電路：時鐘恢復電路的作用主要是從有時鐘信息的串行碼流中分離出時鐘；一般情況電路需要事先知道串行碼流的速率，在接收電路中產(chǎn)生一個與碼流速率相同的時鐘；再使產(chǎn)生的時鐘與輸入的碼流中的時鐘信息同步。接口處理電路使用的基本元素時鐘恢復電路：接口處理電路使用的基本元素三態(tài)門；透明鎖存器（Latch）；移位寄存器；濾波器； FIFO；時鐘恢復電路。 輸入接口電路輸入接口的要求：輸入接口電路的輸入時序和相位關(guān)系必須嚴格滿足外圍電路的要求；輸入接口電路的輸出需統(tǒng)一為寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的時鐘允許信號（ClkEn）和一個數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)組輸出；輸入接口電路必須保證輸出的數(shù)據(jù)可靠和穩(wěn)定；輸入接口電路必須避免過多的處理數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)的功能有內(nèi)部電路去完成。輸入接口電路輸入接口的不同型式：輸入接口電路所有形式我們均可等效為：輸入接口電路輸入接口電路：輸出接口電路輸出接口的要求：輸出接口電路的輸出時序和相位關(guān)系必須嚴格滿足外圍電路的要求；輸出接口電路的輸入需統(tǒng)一為寬度為一個系統(tǒng)時鐘周期的時鐘允許信號（ClkEn）和一個數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)組輸入；輸出接口電路必須避免過多的處理數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)的功能有內(nèi)部電路去完成。輸出接口電路輸出接口電路的不同型式：輸出接口電路輸出接口電路雙向接口電路雙向接口的要求：雙向接口電路的輸入部分必須滿足輸入接口要求；雙向接口電路的輸出部分必須滿足輸出接口要求；雙向接口電路的三態(tài)控制部分必須滿足輸出接口要求；雙向接口電路的輸入部分須對數(shù)據(jù)進行“分揀”，只對需要處理的數(shù)據(jù)“感興趣”，其他數(shù)據(jù)一律“視而不見”；雙向接口電路的三態(tài)控制部分必須掌握“能不輸出就不輸出”的原則，避免與外圍電路沖突； 舉例：CPU接口電路 CPU接口電路的波形舉例：CPU接口電路電路框圖舉例：CPU接口電路實際電路圖舉例：CPU接口電路舉例：CPU接口電路實際波形：運算電路基本元素簡單運算電路乘法器除法器平方根復雜運算電路設(shè)計方法基本元素加法器加法器由于進位鏈的存在所以其速度隨著位數(shù)的增加而減少；加法器可以完成以下基本功能：基本元素減法器加適當電路即為比較器：基本元素移位器：在運算電路中它主要完成以下基本功能：基本元素移位器電路單元框圖：基本元素移位器實際電路（4bit）：基本元素移位器仿真結(jié)果：基本元素移位寄存器：移位器的特例；是運行速度最快的電路；它可實現(xiàn)連續(xù)乘2或除2的運算；實際的運算電路中最常使用；在電路實現(xiàn)過程中，較多的情況是固定的乘以或除以2的N次方，如何實現(xiàn)？？基本元素選擇器：在運算電路中大量使用選擇器完成運算功能；由于數(shù)字電路的特征，選擇器在電路中相當于完成階越函數(shù)的功能；硬件描述語言中的列表、分支語句在電路實現(xiàn)上大部分都翻譯成選擇器�；�本元素加法器/減法器/比較器移位器/移位寄存器選擇器簡單運算電路乘法器： A × B = C 用4bit電路為例簡單運算電路實際電路：簡單運算電路實際波形：簡單運算電路該電路的速度較慢，一般使用時需要多級流水線，我們比較以下使用流水線的對速度的影響：簡單運算電路循環(huán)運算的乘法器：簡單運算電路實際電路：簡單運算電路實際波形：簡單運算電路除法器：是乘法器的逆運算，所以我們從乘法入手分析如何實現(xiàn)；簡單運算電路實際電路：簡單運算電路仿真波形：簡單運算電路加了觸發(fā)器的除法器單元電路：簡單運算電路除法器：在數(shù)字電路的實現(xiàn)中，為了節(jié)省資源，除法器一般情況都是使用循環(huán)運算法。簡單運算電路實際電路：簡單運算電路仿真波形：簡單運算電路平方根電路：平方根電路是平方電路的逆運算，我們先從一個數(shù)的平方入手：簡單運算電路電路實現(xiàn)：簡單運算電路有流水線的平方根電路仿真：復雜運算電路計算在電路實現(xiàn)中，可能會遇到一些復雜的運算電路，一般可以采用以下方法：循環(huán)運算法；級數(shù)分解法；查表法；查表/修正法； … 數(shù)據(jù)流處理數(shù)據(jù)流處理基本方法起始位置數(shù)據(jù)流處理基本方法數(shù)據(jù)流的基本特征是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重復的周期性出現(xiàn)；由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)重復出現(xiàn)，所以每段數(shù)據(jù)的處理方法均相同，一般都是簡單重復；在電路中一般數(shù)據(jù)流的處理有：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（串并轉(zhuǎn)換、編解碼）；數(shù)據(jù)合并/分解；數(shù)據(jù)流向控制；數(shù)據(jù)流處理基本方法由于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的周期性出現(xiàn)，所以在數(shù)據(jù)處理是的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)定位；數(shù)據(jù)定位即是確定當前數(shù)據(jù)的分組、類型或內(nèi)容；例如：數(shù)據(jù)流處理基本方法數(shù)據(jù)定位的關(guān)鍵是起始位置的確定；當起始位置確定后，其他位置根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就可確定；當起始位置確定后，確定其他數(shù)據(jù)位置的電路如何實現(xiàn)？？起始位置起始位置的定位方式：信號定位（如SPI接口和Utopia接口）；循環(huán)定位（如E1、SDH）；標志定位（如HDLC和以太網(wǎng)）； … 起始位置信號定位：信號定位是最基本的也是最直接的起始位置定位方式；由于它需要占用最少一根信號線，所以在長距離或連線比較緊張的情況下很少使用；一般情況下，它用于電路內(nèi)部連接或芯片間連接（SPI），也有用于板間連接（MII）。在電路實現(xiàn)中，為了方便模塊間的信號傳遞，我們一般將其他定位方式轉(zhuǎn)換為該種方式。起始位置循環(huán)定位：循環(huán)定位在對時間要求較高的場合使用；循環(huán)定位遵循嚴格的時間要求，在確定的時間其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就要重復一次；一般情況下，起始位置循環(huán)定位的數(shù)據(jù)流的起始位置有一固定的幀頭，如E1的1B；電路在定位幀頭時，只需在數(shù)據(jù)流中檢測到幀頭后，計數(shù)一個幀間隔，如果發(fā)現(xiàn)幀頭重復出現(xiàn)，就可確定該位置為起始位置；否則認為是偽定位，需要重新搜索幀頭； 起始位置這樣做仍然會搜索到偽幀頭，所以在實際應(yīng)用中，幀頭搜索過程都有嚴格規(guī)定；例如E1幀頭的搜索流程：在間隔256個時鐘的相同位置，連續(xù)4幀搜索到幀頭，即幀同步；在幀同步狀態(tài)下，連續(xù)3幀沒有在0時隙發(fā)現(xiàn)幀頭，即幀失步，重新搜索幀頭；在同步情況下，如果有CRC4校驗且CRC4校驗在連續(xù)2000幀數(shù)據(jù)中一直有錯，也需進入失步狀態(tài)，并重新搜索幀頭；（我記不清具體數(shù)據(jù)和要求）起始位置標志定位：在數(shù)據(jù)流中幀頭具有唯一的標志；為了避開有效載荷中的數(shù)據(jù)和標志相同，一般需要將有效載荷中與標志相同的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，保證接收端在識別數(shù)據(jù)時不會當成幀頭；由于數(shù)據(jù)會因為和幀頭相同而進行轉(zhuǎn)換，所以一般使用標志定位的數(shù)據(jù)流的長度不定，如HDLC；也有采用將所有數(shù)據(jù)重新編碼，幀頭使用特有的編碼的方式來識別幀頭，如4B5B、8B10B編碼；起始位置當數(shù)據(jù)的起始位置確定以后，根據(jù)起始位置通過計數(shù)器，我們就可“解讀”數(shù)據(jù)流中的任何位置的數(shù)據(jù)；如在E1中，在幀頭數(shù)據(jù)結(jié)束后緊跟的8個數(shù)據(jù)即為1時隙的數(shù)據(jù)，在其后第84bit至89bit即為16時隙的數(shù)據(jù)；在如在以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)中，在開始的6個字節(jié)即為目標地址，緊接著的6個字節(jié)為源地址；結(jié)束語內(nèi)容回顧；溫馨提示；內(nèi)容回顧設(shè)計一個梯形波發(fā)生器內(nèi)容回顧設(shè)計SPI接口：內(nèi)容回顧設(shè)計格雷碼計數(shù)器：內(nèi)容回顧這14個LE是如何分配的？內(nèi)容回顧設(shè)計一個4路E1的時隙交叉電路；設(shè)計FIFO的電路； 內(nèi)容回顧溫馨提示電路設(shè)計需要經(jīng)常去思考、編寫、仿真和修改，你只有在不斷的重復這個過程才能提高；設(shè)計思路是電路設(shè)計的精髓所在，它靠不斷的經(jīng)驗積累和靈感；往往一個電路的實現(xiàn)方法有多，要試著使用不同方法實現(xiàn)相同功能并進行比較； …kX6紅軟基地

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