本课程主要面向计算机专业的本科生,对于自动化、电子信息等专业的本科生也有较高的参考价值。本课程是一门理论性、工程性和实践性较强的专业基础课。本课程作为“大学物理”与“计算机组成与系统结构”课程之间衔接的桥梁,通过相关的教学活动,帮助学生获得以下收获:
1. 理解复杂数字系统/计算机系统中基本逻辑单元的工作原理与功能模块的构建方法;
2. 掌握复杂数字系统的Top-Down(自顶向下)的设计流程;
3. 掌握硬件描述语言Verilog的基本语法与使用Verilog语言描述基本逻辑电路的方法;
4. 通过具体实例理解数字系统设计中分析问题和解决问题的方法。
第1讲 简介
第1讲 简介:主要介绍计算机专业的学生为什么要学习“数字逻辑设计”、本课程与后续课程的关系、数字逻辑技术与计算技术的发展简史、本课程的主要内容等。
第2讲 二进制、电子开关
第2讲 二进制、电子开关:主要介绍数字逻辑设计中的两个核心概念,二进制的定义及表示;电子开关的定义及特点等。
第二讲 二进制,电子开关
第3讲 逻辑函数和开关逻辑
第3讲 逻辑函数和开关逻辑:主要介绍数字系统中的开关的简单模型,及与、或、非三种基本逻辑函数。
第3讲 逻辑函数和开关逻辑
第4讲 真值表和逻辑网络
第4讲 真值表和逻辑网络:主要介绍真值表的基本定义和作用;利用电子开关构造三种基本逻辑门的基本原理;逻辑网络的定义。
第5讲 三种功能描述方法
第5讲 三种功能描述方法:主要介绍描述数字电路功能的三种方法(逻辑函数、真值表、时序图)。
第6讲 逻辑网络
第6讲 逻辑网络:主要介绍如何利用三种基本的逻辑门来构造更为复杂的逻辑网络。
第7讲 布尔代数
第7讲 布尔代数:主要介绍布尔代数的基本理论,阐明布尔代数在硬件电路设计过程中的作用,介绍布尔代数的几种常用证明方法。
第8讲 逻辑综合
第8讲 逻辑综合:主要介绍逻辑综合的定义,阐述对实际问题进行逻辑综合的基本步骤和方法。
第9讲 积之和、和之积
第9讲 积之和、和之积:主要介绍逻辑综合的两种标准形式(积之和电路、和之积电路),并通过设计实例阐明硬件电路设计的基本思路。
第10讲 成本
第10讲 成本:主要介绍硬件电路成本的概念和估算方法。
第11讲 与非和或非
第11讲 与非和或非:主要介绍硬件电路设计中经常使用的反相逻辑门及其构成的逻辑网络。
第12-14讲 卡诺图。
第12讲 卡诺图:基本定义
第13讲 卡诺图化简
第14讲 卡诺图化简---无关条件
第十五讲 实现技术——MOSFET
第十五讲 实现技术——MOSFET
第16-17讲 CMOS逻辑门
第十六讲 CMOS基本逻辑门
第十七讲 CMOS复合逻辑门
第二十七讲 其他种类的计数器
第二十七讲 其他种类的计数器
第十八讲 传输门
第十八讲 传输门
第十九讲 半加器、全加器
第十九讲 半加器、全加器
第二十讲 加法器
第二十讲 加法器
第二十一讲 负数,补码
第二十一讲 负数,补码
第二十二讲 基本存储单元
第二十二讲 基本存储单元
第二十三讲 门控锁存器
第二十三讲 门控锁存器
第二十四讲 D触发器
第二十四讲 D触发器
第二十五讲 T触发器、JK触发器、寄存器
第二十五讲 T触发器、JK触发器、寄存器
第二十六讲 计数器
第二十六讲 计数器
第二十八讲 存储器
第二十八讲 存储器
第二十九讲 设计流程
第二十九讲 设计流程
第三十讲 Verilog基础
第三十讲 Verilog基础
第三十一讲 Verilog基本语法1
第三十一讲 Verilog基本语法1
第三十二讲 Verilog基本语法II
第三十二讲 Verilog基本语法II
第三十三讲 寄存器传输模型
第三十三讲 寄存器传输模型
第三十四讲 描述基本逻辑电路
第三十四讲 描述基本逻辑电路
第三十五讲 描述基本逻辑电路II
第三十五讲 描述基本逻辑电路II
第三十六讲 描述组合电路模块
第三十六讲 描述组合电路模块
第三十七讲 描述复杂电路模块
第三十七讲 描述复杂电路模块
第三十八讲 FSM-数字系统的控制
第三十八讲 FSM-数字系统的控制
第三十九讲 基于FSM的实例-题目及分析
第三十九讲 基于FSM的实例-题目及分析
第四十讲 基于FSM的实例-Verilog实现
第四十讲 基于FSM的实例-Verilog实现
第四十一讲 串行数据发送器-题目及分析
第四十一讲 串行数据发送器-题目及分析
第四十二讲 串行数据发送器 Verilog实现
第四十二讲 串行数据发送器 Verilog实现
第四十三讲 算术运算器设计 无符号乘法器
第四十三讲 算术运算器设计 无符号乘法器
第四十四讲 算术乘法器设计 补码乘法算法分析
第四十四讲 算术乘法器设计 补码乘法算法分析
第四十五讲 算数运算器设计 补码乘法器的verilog实现
第四十五讲 算数运算器设计 补码乘法器的verilog实现
第四十六讲 算数运算器设计 除法器
第四十六讲 算数运算器设计 除法器