數(shù)字邏輯
MOS晶體管
1. MOS晶體管是可以替代電源開關(guān)的存在，是單向性的。MOS晶體管有三個(gè)引腳，柵極、漏級和源級組成。且分為n-MOS晶體管和p-MOS晶體管
2. n-MOS晶體管只要在柵極接入2.9V電源，源級和漏級就會產(chǎn)生通路，此時(shí)晶體管宛如一條連通線，專業(yè)說叫導(dǎo)通、閉路。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
3. p-MOS晶體管則相反，當(dāng)柵極電壓為0V時(shí)，源級和漏級才產(chǎn)生通路。
4.當(dāng)一個(gè)電路同時(shí)存在n-MOS晶體管和p-MOS晶體管，則稱為CMOS電路。晶體管簡化表示方法如下：
邏輯門
?非門
?或非門、或門
?與非門、與門
?摩根定律
摩根定律的延伸： NOT(NOT A OR NOT B) = A AND B
?多數(shù)入門
若是n-輸入的AND門，則需要n個(gè)1才能OUT出1；
若是n-輸入的OR門，則需要n個(gè)0才能OUT出0；
n-輸入則有2^n種結(jié)果
組合邏輯
分為可以存儲信息的和不能存儲信息兩種。后者稱為決策單元，因?yàn)樗麄兊妮敵鰻顟B(tài)完全取決于“當(dāng)前”的邏輯結(jié)構(gòu)輸入。
?譯碼器decoder
特點(diǎn)：在所有的輸出中，有且僅有一個(gè)1，其他都為0.
譯碼器的主要作用是解析二進(jìn)制數(shù),比如內(nèi)存地址的解析需要用到decoder
?多路復(fù)用器
MUX的功能就是在從多個(gè)輸入中選擇一個(gè)并將其與輸出相連，選擇信號負(fù)責(zé)決定選擇哪一個(gè)。
MUX通常由2^n個(gè)輸入，1個(gè)輸出和n個(gè)選擇線組成
理解：其實(shí)也可以說是譯碼器的姐妹，因?yàn)樗彩侵挥幸粋€(gè)AND門輸出為1，然后多了一個(gè)或門，因?yàn)檩敵隹傄獮?.
?全加器
全加器由五部分組成，輸入的兩個(gè)數(shù)A和B，前一位的進(jìn)位Ci，下一位的進(jìn)位Ci+1，以及當(dāng)前求和位S
?可編程邏輯陣列
可編程邏輯陣列包括一組AND門和一組OR門，可以實(shí)現(xiàn)任何邏輯函數(shù)的可構(gòu)建模塊。上面的全加器、MUX就屬于可編程邏輯陣列。
題目加深理解：
若有三個(gè)人投票，A的權(quán)重為50%，B的權(quán)重為30%，C的權(quán)重為25%，當(dāng)且僅當(dāng)票數(shù)權(quán)重達(dá)到50%以上，才可通過投票。若用PLA（programmable logical array）實(shí)現(xiàn)如上功能，則需要8個(gè)AND門（2^3)和2個(gè)OR門（2種結(jié)果，1為過，0為未過）。
當(dāng)A=1時(shí)，且B、C至少有一個(gè)為1時(shí)，投票通過，則這三個(gè)AND門，連接到同一個(gè)OR門。剩余的AND門連接到另一個(gè)OR門。（就像全加器那樣畫，但是線不是這么連）
存儲單元，可以存儲信息的組合邏輯。
?R-S鎖存器（latch）
R-S鎖存器可以存儲一個(gè)bit的信息，其組合如下：
其中a是輸出的值。
當(dāng)R=S=1時(shí)，若a為1，則A為1，則b為0，則B為0，a為1，保存了a狀態(tài)；
當(dāng)R=0，S=1時(shí)（瞬間變化），a=1，A=1，b=1，B=1，a=0，a置0；
當(dāng)R=1，S=0時(shí)，a=0，A=0，b=1，B=1，a=1，a置1；
當(dāng)R=S=0時(shí)會導(dǎo)致不正常工作；
所以R-S鎖存器有保持a狀態(tài)，讓a清0，讓a置1三種模式。
?門鎖D鎖存器（R-S鎖存器對置1或清0操作采取一定措施）
由R-S鎖存器和控制電路（2個(gè)門電路）兩部分組成。
WE等于0時(shí)，為不可寫入狀態(tài)，R=S=1；當(dāng)WE等于1時(shí)，為可寫入狀態(tài)，若D=1，則輸出a=1；若D=0，則輸出a=0；
?寄存器
寄存器將多個(gè)bit組合成一個(gè)獨(dú)立單元，將多個(gè)門控D鎖存器組合起來也可以成為一個(gè)寄存器。
內(nèi)存的概念
1.尋址空間：內(nèi)存中可獨(dú)立識別的位置的總數(shù)，如16M就是有1600萬個(gè)可獨(dú)立識別的位置（當(dāng)然不是準(zhǔn)確數(shù)字）
2.尋址能力：每個(gè)內(nèi)存位置包含的bit數(shù)，（1字節(jié)表示8bit）
3.內(nèi)存大小就是總bit數(shù)，就是尋址空間*尋址能力
下面2^2*3內(nèi)存的解析：
?首先這是個(gè)2^2*3的內(nèi)存，怎么知道尋址能力和尋址空間呢？看上面的輸入D的數(shù)量，就是尋址能力，因?yàn)殒i存器要接受輸入然后保存，所以有多少個(gè)輸入就有多少個(gè)鎖存器，就有多少位bit。
然后看最左邊是譯碼器，因?yàn)榈刂肥怯枚M(jìn)制表示的，所以譯碼器可以幫助計(jì)算機(jī)找到相對應(yīng)的地址。譯碼器其實(shí)和WE線是分開的，只有譯碼器輸出的1的那位，和WE進(jìn)行AND運(yùn)算才輸出為1，這時(shí)候才算是WE等于1.其他位WE就跟0差不多。然后譯碼器輸出1的那條線繼續(xù)延伸，到三個(gè)內(nèi)存單元附近的MUX，就是右邊那三個(gè)漆黑部分。譯碼器輸出就等于選擇線，如果是11，則第四個(gè)地址的多路復(fù)用器就會被選中，就是第四個(gè)地址的三個(gè)輸出結(jié)果會被選中，輸出的就是輸入的三個(gè)D。
時(shí)序電路
時(shí)序電路是一種既能處理數(shù)據(jù)又能存儲數(shù)據(jù)的邏輯電路單元，它的輸出既與當(dāng)前電路輸入相關(guān)，又和之前電路輸入狀態(tài)相關(guān)。? 存儲單元中的數(shù)據(jù)反映了電路之前的狀態(tài)。
這樣理解：假如存儲單元輸入到組合邏輯是A，組合邏輯輸出B到存儲單元。下一輪存儲單元輸入B到組合邏輯，組合邏輯輸出A到存儲單元。這就是周期，或者說時(shí)差。由時(shí)序電路負(fù)責(zé)。
結(jié)構(gòu)框圖如圖所示：
1.狀態(tài)的概念：狀態(tài)可以理解為系統(tǒng)在特定時(shí)刻和特定條件下的快照。
2.有限狀態(tài)機(jī)：描述系統(tǒng)行為。
通常由五部分組成? 狀態(tài)?、外部輸入?、對外輸出?、狀態(tài)間遷移?、對外輸出操作
3.狀態(tài)圖（描述狀態(tài)機(jī)的工具）
4.時(shí)鐘：狀態(tài)轉(zhuǎn)移觸發(fā)機(jī)制。比如籃球比賽中，裁判哨響，投籃或搶斷都算是狀態(tài)轉(zhuǎn)移的觸發(fā)。
通常，狀態(tài)轉(zhuǎn)移都是通過時(shí)鐘電路來觸發(fā)。時(shí)鐘是一個(gè)高低電平（0或1信號被電子元件接收）交替變換的信號，時(shí)鐘周期指的是不斷變換的間隔時(shí)間。在電路實(shí)現(xiàn)中，有限狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移發(fā)生在每個(gè)時(shí)鐘周期的起始時(shí)刻。
5.有限狀態(tài)機(jī)與對應(yīng)的時(shí)序電路：（交通警告牌為例子）
交通警告牌工作：12亮、1234亮、12345亮、熄滅（重復(fù)，以0.5s為一個(gè)周期，一次循環(huán)4個(gè)周期）.因?yàn)橹挥?個(gè)狀態(tài)所以可以用2bit來表示；
組合邏輯圖如下：
Z連接三條線，因?yàn)楫?dāng)狀態(tài)為01、10、11時(shí)12都亮； 當(dāng)10、11時(shí)1234都亮所以Y兩條線。存儲單元1就是二進(jìn)制的左邊位，存儲單元2就是二進(jìn)制的右邊位，所以U的輸入來自00和10。存儲單元就是門控D鎖存器和時(shí)鐘信號（有個(gè)NOT門）的結(jié)合，領(lǐng)悟一下
關(guān)于存儲單元：
在當(dāng)前時(shí)鐘周期內(nèi)，存儲單元的輸出是組合邏輯電路的一個(gè)內(nèi)部輸入，而同時(shí)組合邏輯電路的輸出又是存儲單元的輸入。而該輸入應(yīng)該等到下一個(gè)周期才能作為組合邏輯的輸出。（iamge2個(gè)小孩玩一個(gè)電動游戲，玩完就是輸出，輸入就是上一個(gè)玩完的）
所以有了主從鎖存器。前半個(gè)周期。鎖存A內(nèi)容不變，鎖存A的內(nèi)容將通過鎖存B輸出至組合邏輯；后半周期，鎖存B內(nèi)容不變，鎖存A內(nèi)容可能改變。
作業(yè)筆記：
1.有時(shí)候使用與非、或非門畫門級電路圖會簡單很多。如
2.二進(jìn)制乘法就是加法的累加
3.關(guān)于內(nèi)存大小
內(nèi)存大小等于尋址能力*尋址空間，就是有多少個(gè)內(nèi)存，每個(gè)內(nèi)存有多少bit，總共有多少bit。如果說地址表示寬度為14bit，則內(nèi)存共有2^14個(gè)
4.如果要讀取內(nèi)存位置，WE位為0
5.狀態(tài)是某特定時(shí)刻特定條件下系統(tǒng)的快照，而狀態(tài)遷移是狀態(tài)改變發(fā)生的條件，要區(qū)別開來。比如密碼鎖，密碼錯(cuò)誤是狀態(tài)遷移不是狀態(tài)，密碼錯(cuò)誤這個(gè)條件回到的是閉鎖無密碼操作狀態(tài)。
