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ディジタル回路の解析

成書が多いのであまり書くことないかも。(2006/02/25)

  1. ディジタル回路

    2値信号を取り扱う回路をディジタル電子回路と言います。
    離散的な値を扱う回路をディジタル回路といいます。
    最もよく使われるのが2値論理です。
    これは、電子回路で実現する論理素子が2値を扱うものが最も実現しやすい、
    と言う事情によるものです。ちなみに、理論的には最も集積度を上げやすいのは
    3値論理のようです。(*1)
    　
    　 (*1)現代電子計算機(昭和61年　第1版第6刷)　オーム社 P14〜P15
    　
    ２つの論理値には0と1とゆう記号を対応させます。
    この0と1は数字の0と1ではなく、異なる２つの値につけた単なる記号です。
    なので、例えば論理学などでは、0と1の代わりに「偽」と「真」を使用したり
    「T(true)」と「F(fail)」が使用されることもあります。

    2値信号を取り扱うために、物理量を対応させます。
    最もよく使われるのが電圧で、例えば
    00V
    15V
    てな感じです。
    電圧以外にも、電流、光の有り/無し、周波数などもよく使われます。
    例えば、
    論理値電圧電流光周波数
    00V0mA光無し1200Hz
    15V10mA光有り2400Hz

    論理回路を実現するためには、電子回路でどのように実現してくかを考察する
    電気的側面と、論理素子(AND、OR、NOT、フリップフロップ(FF))を最小要素と考え
    論理的な動作を考察する論理的側面に分けて考えることが出来ます。

    また、ディジタル回路は記憶要素(フリップフロップ)を持たない組合せ回路と
    記憶要素を含む順序回路に分けることが出来ます。
    組合せ回路は、出力の状態が、現在の入力で一律に決定されます。

  2. ディジタル電子回路

  3. 論理素子の実現
    1. DTL-OR
    2. DTL-AND
    3. INVERTOR
  4. 機能的側面
    1. 記数法
      • 2進数、16進数
      • 符号なし整数
      • 補数
      • 浮動小数点
      • 文字コード
    2. 組合せ論理
      • ブール代数
      • 真理値表
      • カルノー図
      • 演算回路
    3. 順序回路
      • フリップ・フロップ
      • カウンタ
      • シフト・レジスタ
      • メモリ
      • シーケンサ
  5. 電気的側面
    1. Fan-in/Fan-out
    2. 電圧レベル
    3. ディレイ
    4. 波形
    5. 電源・パスコン
    6. インタフェース
    7. ノイズ
    8. 温度

  6. ディジタル電子回路

    1. ダイオード論理素子
    2. インバータ
    3. NAND
    4. オープン・コレクター
    5. トーテムポール
    6. トライ・ステート
    7. CMOS

  7. 記数法

    1. 符号無し2進数
    2. 符号＋絶対値
    3. 2の補数
    4. 固定小数点
    5. 浮動小数点
    6. 文字コード
      • ASCIIコード

  8. ブール代数

  9. 組み合わせ論理回路

    1. セレクタ
    2. デコーダ
    3. エンコーダ
    4. 加算器

  10. フリップ・フロップ

    1. RS-FF
    2. スルー・ラッチ
    3. クロック同期
    4. D-FF
    5. JK-FF

  11. 順序回路

    1. カウンタ
      • バイナリ
      • BCD
      • UP/DOWN
    2. ステート・マシーン

  12. メモリ

    1. ROM
    2. RAM

  13. バス・インタフェース

    1. 同期
    2. 非同期
    3. シリアル

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