问题

  • 电路如何生成时间
  • 电路如何记忆时间
  • 锁存器 -> 触发器 -> 计数器，寄存器
  • EDA 的重要性
  • 软硬件的接口设计至关重要

Key Points

时序逻辑：在时间顺序上一件事接一件事。
组合逻辑只处理输入的当前状态。
时序逻辑既可以处理现在的状态，也可以处理过去的状态。

如何使用基本的构建块组合成更复杂的配置。

3.1 表示时间

计算机需要一个周期性的电子信号。

3.1.1 振荡器（Oscillators）

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反相器的输入在0和1之间来回反弹，或者称之为振荡。
晶体振荡器利用电子单极双掷开关交替向晶体充电和放电。充电和放点所需的时间是可以预测的，而且非常准确。
石英是最好的晶体材料之一，所以有石英钟表。

3.1.2 时钟

振荡器提供了一种测量时间的方法。
振荡器为计算机提供了时钟。

3.1.3 锁存器（Latches）

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3.1.4 锁存器组成的门电路

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3.1.5 触发器（Flip-Flops）

锁存器是用来制作触发器的构件。可以通过组合3个 S-R 锁存器来构造一个称为 D 触发器的上升沿触发触发器。
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3.1.6 计数器

计数是触发器的一个常见应用。
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3.1.7 寄存器（Registers）

D 触发器有利于计算机记忆。D 触发器的一个很常见的应用是它可以制作寄存器，寄存器是一个包中的一堆共享同一时钟的 D 触发器。
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3.2 内存组织和寻址

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3.2.1 随机存取存储器

  • RAM: Random-Access Memory
  • SRAM

  • DRAM

    3.2.2 只读存储器

  • ROM: Read-Only Memory

  • PROM: Programmable Read-Only Memory
  • EPROM: Erasable Programmable Read-Only Memory

  • EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

    3.3 块设备

  • 磁盘驱动器

  • 磁带

  • 光盘

    3.4 内存和固态磁盘驱动器

  • 闪存（Flash Memory），是 EEPROM 最新的典型

  • 固态磁盘驱动器（Solid State Disks）

    3.5 检错和纠错

  • 奇偶校验（Parity）：检测1位错误

  • 汉明码（Hamming codes）：允许检测更多的错误，并允许纠正一些错误

  • 循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check, CRC）

    3.6 硬件和软件

  • EDA: Electric Design Automation

  • FPGA: Filed-Programmable Gate Array