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講義の目的等
目的論理関数の基本から、ディジタル回路の設計、解析方法まで学ぶ。組み合わせ論理回路や順序論理回路などの設計、解析方法について習得し、様々な応用回路を実現する能力を身につける。
対象2E 専門 必修
2E以外の学生も出席可(単位不要ならば、許可いらない)
教科書、参考書
[教科書]
笹田一郎著、学びやすいディジタル電子回路、オーム社 => 生協で入手可能(昭晃堂は倒産)
[参考書]
藤井著、ディジタル電子回路、オーム社
伊原、若海、吉沢著、ディジタル回路、コロナ社
浅川著、論理回路の設計、コロナ社
並木著、ディジタル回路とVerilog HDL、技術評論社
講義内容
9月13日から12月20日まで13回+試験
休講 9月20日、9月27日、11月8日追加の可能性あり=>11月1日に補講の予定
序論(約2回)
スイッチ素子(約1.5回)
ゲート回路の基礎(約1.5回)
種々の論理ゲート(約1回)
組み合わせ論理回路(約3.5回)
フリップフロップとその応用(約3.5回)
アナログ・ディジタルインタフェース回路(1回)
講義内容3 スイッチ素子
ダイオードの整流作用
NMOS,PMOSNPN,PNPバイポーラトランジスタ
n型、p型半導体
ダイオード
CMOS トランジスタ
バイポーラトランジスタ
CMOS:Complementary MOSMOS:Metal-Oxide-Silicon
講義内容6 組み合わせ論理回路
真理値表と論理式
カルノー図による簡単化
マルチプレクサ、エンコーダ、デコーダ
論理式の簡単化と論理回路の合成
様々な組み合わせ論理回路
組み合わせ回路の論理解析
組み合わせ論理回路の設計演習
講義内容7 フリップフロップとその応用:順序回路
NORやNANDによるSRラッチ
マスタースレーブ、エッジトリガ
レジスタ、周波数分周
状態遷移図、遷移表、遷移方程式
ラッチ回路(SR,D)フリップフロップ(D,JK)と応用
同期式順序回路の解析と設計
IC: Integrated Circuit 汎用IC
標準ロジックIC(74シリーズのIC等)
メモリ(DRAM,SRAM) マイクロプロセッサ(Intel, AMD, Motorola社の製品)
ASIC(Application Specific IC) FPGA(Xilinx, Altera社の製品)
カスタムIC<=日本が得意のところ
振幅方向だけ考える2ビットの場合
A=>Dのときに、最大±0.5Vの誤差
(0.5VはVDD(=4V)の12.5%)
状態3
状態2
状態1
状態0
3.5V
2.5V
1.5V
0.5V
(11)
(10)
(01)
(00)
代表値 ディジタル値VDD=4V
0V
アナログ値
8ビットの場合
A=>Dのときに、最大±0.0078125Vの誤差
(0.0078125VはVDD(=4V)の0.195%)
状態255
状態1状態0
3.9921875V
0.015625V0.0078125V
(11111111)
(00000001)(00000000)
代表値 ディジタル値VDD=4V
0V
アナログ値
・・・・・・
時間方向も考える速さはどうか?
VDD=4V
0V
VDD=4V
0V
VDD
2
アナログ値
ディジタル値
ディジタル信号の伝送
0 1 2 3 0 1 2 3
A B
A B
A B
A B
t
N倍の速さで送る
並列 0123
N本
直列1本
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