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Video课程教案、知识点、字幕

接下来我将介绍静态锁存器和寄存器

首先是双稳态原理

我们使用交叉耦合的反相器对

我们用这个

反相器的输出作为

第二级反相器的输入

第二级反相器的输出作为

第一级反相器的输入

这是交叉耦合的反相器对

这是第一级反相器的VTC

这是第二级反相器的输出

这是电压输入 这是电压输出

如果我们把两个VTC合在一起

有三个交点 A B和C

其中的两个点

A和B是稳定点

C是不稳定点

为什么呢 我在下一张胶片里解释

那么如果我们

假设交叉耦合反相器对被偏置到C点

我们从C点开始会发生什么

假设第一级反相器的输入

电压Vi1产生了一个小的扰动Δ

那么偏移会被

第一级反相器的

增益放大

然后加到第二个

反相器又被放大

在几次之后

工作点会从初始值开始移动

直到到达A或B中的一个工作点

我们需要保证的是

在过渡区的增益

和可再生性的要求一样

的要求一样

当时我们说在过渡区的增益

绝对值必须大于1

两侧是斜率小于

1的工作区

这里同样在过渡区的增益

应该大于1

在稳定点A和B的增益小于1

对于C点

如果我们的输入出现扰动

那么工作点会迅速从C点移开

所以电路被偏置到

C而且保持很长时间的

可能性很小

想象你有一支笔

把它放在你的指尖

你怎么能保证

它在指尖

停留很长时间呢

这是不稳定的

在这里也是一样的

具有这一特性的工作点叫做亚稳态

我们有一个简单的方法可以用来衡量

这个反相器的噪声容限

你可以看到

这是交叉耦合的一对反相器

这是第一级反相器的VTC

这是第二级反相器的VTC

如果我们在这放进一个矩形

那么矩形的面积越大

噪声容限越大

所以能放进

曲线的最大矩形就是

噪声容限的一种衡量

然后是双稳态原则

在没有触发的情况下

双稳态电路停留在一个稳态

以此存储一个值

这是记忆功能

有两种触发方式

第一种是

切断反馈环路

例如这里

这是反馈环路

我们可以在这里切断

所以这个导通 这个关断

D被直接复制到Q

这叫做多路开关型锁存器或者寄存器

另一种方法是触发

强度超过反馈环

这是反馈环

那么输入可以被复制到这里

然后

复制到D bar

这个信号必须足够强到超过反馈环

这种结构一般被称作

David-Goliath结构

David指的是这里的小男孩 这里小的那个反相器

Goliath指的是这里较大的那个反相器

我们还要保证驱动

强度必须超过DG门反馈环

这是这一堂课的命名约定

在课本中

我们将触发器定义为双稳态电路

锁存器指的是电平敏感触发器

寄存器指的是边沿触发触发器

请不要弄混触发器

锁存器和寄存器

因为锁存器和寄存器

实际上都属于触发器

锁存器和寄存器的区别是寄存器是边沿触发的

而锁存器是电平触发的

还有其他的一些命名约定

例如 有的公开文献里把边沿触发的器件

称作触发器 这会导致误解

所以请记住我们在这堂课里使用的命名约定

接下来我将介绍多路开关型锁存器

这是低电平锁存器

当时钟等于0时 D被复制到Q

当时钟等于1时 这个晶体管不导通

Q被保存在电路中

当时钟等于0 Q等于D

当时钟等于1

Q等于Q本身

这是低电平锁存器

对于正电平锁存器 当时钟等于1

D被复制到Q 时钟等于1 Q等于D

当时钟等于0

Q被保存在多路选择器中

这是这个的表达式

Q等于clock bar乘以Q 加上clock乘以D

这是正电平锁存器和负电平锁存器

这是多路选择器型锁存器

这是一个传输门 这是另一个

我们用两个NMOS晶体管和两个PMOS晶体管

搭建了两个传输门

我们可以化简得到这个

我们可以把传输门替换成一个NMOS晶体管

这个电路远

比这个简单

但是这降低了噪声容限

而且因为这里的负载

第一级反相器有静态功耗

对这个问题有解决方案

数字集成电路分析与设计课程列表:

Hspice

-1

--文档

Introduction and Implementation Strategies for Digital IC

-1.Introduction to Digital IC

--Video

-2.Architecture of Digital Processor

--Video

-3.Full Custom Design Methodology

--Video

-4.Semicustom Design Methodology

--Video

-5.Quality Metric of Digital IC

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-6.Summary and Textbook Reference

--Video

-7.HW--作业

-7.PPT

--补充材料1

--补充材料2

The Devices

-Key Points Review of Last Lecture

--Video

-1.Introduction

--Video

-2.The Diode

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-3.The MOSFET Transistor

--Video

-4.Secondary Effects

--Video

-5.Summary and Textbook Reference

--Video

-6.HW--作业

-6.PPT

--补充材料

The CMOS Inverter I

-Key Points Review of Last Lecture

--Video

-1.Introduction

--Video

-2.Static Behavior

--Video

-3.HW--作业

-3.PPT

--补充材料

The CMOS Inverter II

-Key Points Review of Last Lecture

--Video

-1.Dynamic Behavior I

--Video

-2.Dynamic Behavior II

--Video

-3.Power Dissipation

--Video

-4. Summary and Textbook Reference

--Video

-5.HW--作业

-5.PPT

--补充材料

Combinational Logic Circuits I

-1.Introduction

--Video

-2.Static CMOS Design I

--Video

-3.Static CMOS Design II

--Video

-4.HW--作业

-4.PPT

--补充材料

Combinational Logic Circuits II

-Key Points Review of Last Lecture

--Video

-1.Static CMOS Design III

--Video

-2.Static CMOS Design IV

--Video

-3.Dynamic CMOS Design

--Video

-4.Summary

--Video

-5.HW--作业

-5.PPT

--补充材料

Sequential Logic Circuits I

-1.Introduction I

--Video

-2.Introduction II

--Video

-3. Static Latches and Registers I

--Video

-4.Static Latches and Registers II

--Video

-5.Static Latches and Registers III

--Video

-6.HW--作业

-6.PPT

--补充材料

Sequential Logic Circuits II

-1.Key Points Review

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-2.Dynamic Latches and Registers I

--Video

-3.Dynamic Latches and Registers II

--Video

-4.Dynamic Latches and Registers III

--Video

-5.Pulse Register

--Video

-6.Pipelining

--Video

-7.Schmitt Trigger

--Video

-8.Summary and Textbook Reference

--Video

-9.HW--作业

-9.PPT

--补充材料

Designing Arithmetic Building Blocks I

-1. Introduction

--Video

-2. Adder: Full Adder (Definition)

--Video

-3. Adder: Circuit Design

--Video

-4. Adder: Logic Design I

--Video

-5. Adder: Logic Design II

--Video

-6. Adder: Summary

--Video

-7.HW--作业

-7.PPT

--补充材料

Designing Arithmetic Building Blocks II

-1. Key Points Review

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-2. Multiplier

--Video

-3. Shifter

--Video

-4. Summary and Textbook Reference

--Video

-5. HW--作业

-5. PPT

--补充材料

The Wire

-1. Introduction

--Video

-2. Capacitance

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-3. Resistance

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-4. Electrical Wire Models

--Video

-5. Summary and Textbook Reference

--Video

-6. HW--作业

-6. PPT

--补充材料

Coping with Interconnect

-1. Introduction

--Video

-2. Capacitive Parasitics

--Video

-3. Capacitive Parasitics II

--Video

-4. Resistive Parasitics

--Video

-5. Summary and Textbook Reference

--Video

-6. HW--作业

-6. PPT

--补充材料

Assignment Solving

-1. Assignment Solving

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-2. The teaching assistants want to say

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Exercise I

-1. Problem 1

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-2. Problem 2

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-3. Problem 3

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-4. Problem 4

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-5. Problem 5

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-6. Problem 6

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-7. Problem 7

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Exercise II

-1. Problem 8

--Video

-2. Problem 9

--Video

-3. Problem 10

--Video

-4. Problem 11

--Video

-5. Problem 12

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-6. Problem 13

--Video

-7. Problem 14

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Video笔记与讨论

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