邏輯電路
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-12
邏輯電路的實例教程
上篇文章我們講解了與邏輯，
緩沖器和非門只差一個圈嗎？
而與之對應的就是或邏輯，在數字電路中與、或、非為三大基礎邏輯門電路，其后續的與非、或非、同或、異或，都是建立在基礎邏輯門電路的基礎上邊。
那么我們繼續來聊基礎邏輯門—或門。
或門在數字電路中乃至計算機運算中的邏輯關系為加邏輯，也叫作或邏輯。
而或門（or gate)也可以稱為OR門，其是具有兩個以上輸入端與一個輸出端的邏輯門。
其符號如圖所示：
形狀特征型符號（ANSI/IEEEStd 91-1984）、IEC矩形國標符號（IEC 60617-12）和DIN符號（DIN 40700）
其邏輯關系為：
當所有輸入端是0時，輸出為0
當有任何輸入端是1時，輸出為1
在這里要說一下，關于真假的問題，在數字電路中如果沒有特別的定義，一般以1為真，0為假。
什么意思呢？就是以1代表有效，0代表無效。
其邏輯真值表：
I1
I2
Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
其關系為：有一為一、全一為零
那么或門的運算式，是什么樣的？
展開 電阻、二極管、三極管搭出的各種邏輯電路！
有時候我們搭電路時只需要實現一個簡單的邏輯，但用一個4門的集成電路來設計未免過于昂貴與占面積，而且IC里沒用到的門電路又必須拉高或拉低，相當煩瑣。鑒于簡化電路的需要我整理了一套用三極管、二極管、電阻組成的邏輯門電路，可實現2輸入或3輸入的AND,OR,NAND,NOR,EXOR操作。
中間紅色的是存儲電路陣列去，外圍綠色的是外圍邏輯電路，負責驅動、和傳輸的功能。
一般加工時，先生產外圍電路，之后加工陣列部分，會涉及高溫高壓的工藝，此工藝會影響之前已經加工好的邏輯電路。
所以出現矛盾：邏輯電路的線寬無法持續減少，到目前0.13um水平。
存儲密度：芯片利用率低，外圍電路占整個芯片面積無法減少。所以芯片上總有部分面積無法實現存儲作用。
外圍電路的研發、制造周期很長。因為需要把外圍電路制造好，之后把陣列做好。如果出現問題才能發現，然后進行工藝調整。
Xtracking：通過將外圍電路和陣列電路分開加工。外圍電路不需要收到陣列加工時的高溫、高壓的影響，所以可以跟隨邏輯電路的進步發展，未來可以進一步40nm，28nm發展。
傳統結構NAND的面積利用率65%，Xtacking提高存儲面積90%。
Xtacking工藝性能會明顯提高，成本略有提高。國外廠商會采用將外圍電路放置在陣列單元的下方，也能提高存儲密度，但是Xtacking提高更多。
Xtacking模塊化工藝將產品研發周期縮短3個月。
Xtacking面臨的重要問題：
1）硅片的平整度；
2）對孔的對準精度，整個晶片所有通孔都對準；
3）接口材料的選擇。
良率和可靠性測試效果令人滿意。
64層TLC產品已經驗證成功，電壓分布圖令人滿意。
可靠性目前看來令人滿意。
公司從第二代開始持續迭代。第二代正在路上，第三代正在研發。未來隨著第四、第五代，Xtacking的優勢更加明顯，作用更加體現。
展開 對于軟件編程而言，處理器會有一個專門的譯碼電路逐條把這些01編碼翻譯為各種控制信號，然后控制其內部的電路完成一個個的讀，因為軟件的操作是一步一步完成的。
而FPGA的可編程，本質也是依靠這些01編碼實現其功能的改變，但不同的是FPGA之所以可以完成不同的功能，不是依靠像軟件那樣將01編碼翻譯出來再去控制一個運算電路，FPGA里面沒有這些東西。
FPGA內部主要三塊：可編程的邏輯單元、可編程的連線和可編程的IO模塊。
03
可編程的邏輯單元
其基本結構某種存儲器(SRAM、 FLASH等)制成的4輸入或6輸入1輸出地“真值表”加上一個D觸發器構成。
任何一個4輸入1輸出組合邏輯電路，都有一張對應的“真值表”，同樣的如果用這么一個存儲器制成的4輸入1輸出地“真值表”，只需要修改其“真值表”內部值就可以等效出任意4輸入1輸出的組合邏輯，這些“真值表”內部值就是那些01編碼。
如果要實現時序邏輯電路怎么辦？任何的時序邏輯都可以轉換為組合邏輯+D觸發器來完成。但這畢竟只實現了4輸入1輸出的邏輯電路而已，通常邏輯電路的規模那是相當的大。
3.1 可編程連線
那怎么辦呢？這個時候就需要用到可編程連線了。在這些連線上有很多用存儲器控制的鏈接點，通過改寫對應存儲器的值就可以確定哪些線是連上的而哪些線是斷開的。這就可以把很多可編程邏輯單元組合起來形成大型的邏輯電路。
3.2 可編程的IO
任何芯片都必然有輸入引腳和輸出引腳。
展開 我們多年來所聽說過的所有令人驚嘆的碳納米管邏輯電路都有一個“家丑不外揚”的秘密：有一些納米管是金屬的，而不是人們想要的半導體類型的。這一小部分壞管對于邏輯電路來說并不是什么大問題。它們增加了一些噪音，但并沒有增加邏輯電路的數字特性處理不了的任何東西。問題一直是出在模擬電路這邊。
對于模擬電路來說，這種游離的金屬納米管可能像蛇怪的毒液。在上周于舊金山舉行的IEEE國際固態電路會議（IEEE International Solid-State Circuits Conference）上，Aya G. Amer向參會的工程師們解釋說：“單個金屬（碳納米管）會導致一個簡單放大器中的電路完全失效。”Amer和她在麻省理工學院Max Shulaker實驗室的同事們找到了解決這個問題的方法，創造了第一個碳納米管混合信號集成電路。
他們的解決方案依賴于碳納米管場效應晶體管（CNTFET）和電阻式RAM存儲器（RRAM）的3D集成。這種技術是Shulaker在斯坦福大學期間，協助 H.-S. Philip Wong 和 Subhasish Mitra開創的。（2016年7月，IEEE Spectrum上發表了他們三人合寫的文章“Computing With Carbon Nanotubes”，文中描述了一條通往基于碳納米管的計算機的發展之路。）
該工藝包括將碳納米管沉積在已生產出的硅電路的一層上，處理這些碳納米管以形成晶體管和它們的互連，然后在該堆疊頂部構建RRAM。這不是用硅電子層就能做到的，因為所涉及的工藝溫度會破壞金屬的互連。即使將預處理過的硅芯片堆疊也無法與之匹敵，因為這些芯片的垂直連接能力有限。斯坦福大學/麻省理工學院所發明的這一方法可以使垂直互連的密度提高數千倍，從而提高了層間帶寬。
展開 
邏輯電路的最新內容
內部邏輯判斷與控制：根據輸入信號和時序要求（如YDIO、LC、YCLK等），內部邏輯電路決定各通道輸出應遵循的電平標準（如VGL1、VGL2、VSSG等）?。
?高壓電平轉換：利用MOSFET、電荷泵或其他高壓開關結構，將輸入邏輯電平轉換為所需的高電壓輸出（典型范圍：-15V至+40V），并具備高電流驅動能力?。
通過邏輯控制電路，精確控制對角線開關的導通，使電流沿不同方向流過電機，實現正反轉。其關鍵優勢在于不僅能控制方向，還能實現動態制動（短接電機兩端）和脈寬調制（PWM）調速。
?關鍵性能參數?：
?驅動電流?：決定了芯片能帶動多大功率的電機，分為連續輸出電流和峰值電流。
?工作電壓范圍?：決定了芯片適用的電源系統。寬電壓范圍（如3V-20V）的芯片適配性更強。
?
電平轉換器是一種電子裝置，主要用于解決不同電壓邏輯電路間的信號兼容問題，實現低電壓數字芯片與高電壓模擬電路等組件間的通信接口匹配。其核心功能包括電壓適配、阻抗匹配及信號保護，支持單向/雙向、單電源/雙電源轉換模式，廣泛應用于SPI、I2C、USB等總線協議及嵌入式系統、存儲設備等領域。
該裝置通過晶體管、電阻-二極管組合或專用集成電路實現電壓轉換。
MP4 |視頻： h264， 1280x720 |音頻：AAC，44.1 KHz，2 聲道
電平：全部 |類型：電子學習 |語言：英語 |時長： 13 講座 （ 3 小時 21 分鐘） |大小：3.84 GB
邊做邊學 — 邁向 VLSI 設計的第一步
您將學到
什么識別基本邏輯門和數字電路組件。
應用布爾代數來設計簡單的組合和順序電路。
當芯片的電源電壓降低到欠壓保護的閾值以下，芯片將關閉所有通道，復位內部邏輯電路。當電壓恢復
到閾值以上時，芯片回到正常工作狀態。
當電機負載短接在一起、直接短地和短電源時，通過過流保護功能，關斷短路的驅動管，避免對內部器
件造成損壞，通過將 ENN 腳輸入高電平復位。
這恰恰和晶體管的開關特性完美結合，即通電（高電平）時代表1，斷路（低電平）時代表0，進而組成數電最核心的8個邏輯電路（與、或、非、與非、或非、與或非、異或和同或），再由這些基礎電路構成了現在的芯片電路，就可以處理一切信息數據。這就是半導體行業往小體量發展的方向，但目前由于溝道效應等問題，晶體管已經不能再無限制的縮小下去了，所以只有往封裝方式改進的方向走，就出現了2.5D、3D等先進封裝技術④。
加密芯片 - APLU-CV的特性：
供電電壓：1.8V～3.3V
基于AES-128算法的加密IC
ASIC邏輯電路設計，免燒錄，操作簡單
IIC接口，支持400kbps傳輸速率
雙電源模式：主動模式，待機模式
內置 Power on Reset / OSC
具有加解密功能，防止跳過驗證
通訊數據包含偽數據加密，防止探測模擬
高性能非法復制保護IC
128位加解密應用于
它集成了邏輯運算電路與功率驅動電路，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統，可以用來驅動直流電機、步進電機、及繼電器等感性負載。
電機驅動芯片是集成有CMOS控制電路和DMO 功率器件的芯片，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統；可以用來驅動直流電機、步進電機和繼電器等感性負載。
其基本組成單元是邏輯門電路，包括存儲器(DRAM、Flash等)、邏輯電路(PLDs、門陣列、顯示驅動器等)、微型元件(MPU、MCU、DSP)。
模擬集成電路主要是指由電阻、電容、晶體管等組成的模擬電路，用于處理連續函數模擬信號(如聲音、溫度、光線等)的集成電路，包括通用模擬電路(接口、能源管理、信號轉換等)和特殊應用模擬電路。
（2）硬件設計上：Neowine 加密芯片均采用ASIC方法設計，芯片內為純邏輯電路，封裝內有40多層邏輯電路整合了10萬多個邏輯門，爆力刨片破解難度可想而知。
（3）渠道上：Neowine 采用客戶-->代理商-->Neowine的封閉式渠道，保證客戶定制產品在市場上0流通。
