Фрике К. Вводный курс цифровой электроники

Учебное пособие. — Москва: Техносфера, 2003. — 432 с. — (Мир электроники). — ISBN 5-94836-015-6.Книга дает научно обоснованное введение в цифровую технику, предоставляя в полной мере ее основы, вплоть до конструирования и программирования. Читатель получает знания, которые делают возможным понимание большинства цифровых технических схем.
Особенно детально рассматривается синтез логических схем. На примерах обсуждаются наиболее часто применяемые стандартные схемы -мультиплексоры и преобразователи кода. Подробно анализируются основы арифметики с фиксированной запятой и аппаратная реализация арифметических блоков.
Для различных блоков ЗУ приводятся типовые временные диаграммы.
В качестве введения в проектирование структур компьютеров представлены драйверы с программным управлением.
Подробно описана элементная база цифровых устройств и рассмотрены ключевые проблемы их энергетики. Дано четкое введение в микропроцессорную технику.
Учебное пособие будет полезно инженерам-практикам, активно использующим элементную базу цифровой техники, программирование микроконтроллеров и ПЛИС.Введение.Кодирование и системы счисления.
Коды.
Двоичный код.
Арифметические операции с фиксированной запятой в двоичной системе.
Шестнадцатеричный код.
Восьмеричный код.
Код Грея.
Двоично-десятичный код.
Алфавитно-цифровые коды.
Упражнения.Переключательная алгебра.
Переключательная переменная и переключательная функция.
Двухразрядные переключательные функции.
Вычислительные правила.
Каноническая дизъюнктивная нормальная форма (KDNF).
Каноническая конъюнктивная нормальная форма (KKNF).
Представление функций с помощью KKNF и KDNF.
Минимизация с помощью переключательной алгебры.
Способ упрощенной записи.
Символическое обозначение логических элементов.
Упражнения.Поведение логических вентилей.
Положительная и отрицательная логика.
Определение времени переключения.
Передаточная характеристика, запас по помехоустойчи­вости.
Вентили.
Упражнения.Схемотехника.
КМОП.
ТТЛ.
Эмиттерно-связанная логика.
Интегральная инжекционная логика (I²L).
Рассеиваемая мощность и характеристики переключе­ния транзисторных переключателей.
Упражнения.Дополнение.
Элементная база цифровых устройств. Энергетика обработки цифровой информации.
Введение.
Энергетика и скорость производства цифровой инфор­мации.
Организация и энергетика цифровых схем без отношения.
Схемотехнические и энергетические характеристики логических схем с отношением.
Схемотехника логических вентилей на токовых ключах.
Принципы организации частично диссипативных схем.
Вентили с нетрадиционной организацией энергопитания.
Заключение.Логические схемы.
Минимизация с помощью диаграмм Карно-Вейча.
Способ Квина-Мак-Класки.
Другие направления оптимизации.
Воздействие времени задержки на логические схемы.
Упражнения.Асинхронные триггеры.
Принципиальные особенности структуры триггеров.
Анализ асинхронных триггеров.
Систематический анализ.
Анализ с учетом задержки вентилей.
Элементы ЗУ.
Упражнения.Синхронные драйверы.
Синтез драйверов (пример 1).
Синтез драйверов (пример 2).
Упражнения.Мультиплексоры и преобразователи кода.
Мультиплексор.
Преобразователь кода.
Аналоговые мультиплексоры и демультиплексоры.
Упражнения.Цифровые счетчики.
Асинхронный счетчик.
Синхронные счетчики.
Упражнения.Сдвиговые регистры.
Временные характеристики сдвиговых регистров.
Сдвиговый регистр с обратной связью.
Упражнения.Арифметические устройства
Полный сумматор.
Последовательный сумматор.
Сумматор с последовательным переносом (ripple-carry-adder).
Сумматор с параллельным переносом.
Арифметико-логические вычислительные устройства (ALU,АЛУ).
Компараторы.
Упражнения.Цифровые ЗУ.
Принципиальная структурная схема ЗУ.
ROM.
PROM.
EPROM.
EEPROM.
EAROM.
NOVRAM.
RAM.
Динамическое RAM.
Квазистатическое DRAM.
ЗУ «пожарная цепочка».
Каскадирование ЗУ.
Увеличение длины слов.
Увеличение емкости ЗУ.
Упражнения.Программируемые логические блоки.
Семейства ASIC.
Программируемые логические ИС (PLD).
ROM, EPROM, EEPROM.
PLA.
PAL.
GAL.
Программирование логических блоков PLD.
Программируемые полем вентильные матрицы (FPGA).
EPLD.
Gate-Arrays.
ASIC со стандартными ячейками.
ASIC на основе полностью заказного проектирования.
Упражнения.Принципы построения микропроцессоров.
Кооперирующиеся управляющие схемы.
Компьютер фон-Неймана.
Операционные блоки.
Управляющие блоки.
Микропрограммирование.
Упражнения.Структура, система команд и работа микропроцессора.
Структура микропроцессора.
Выводы 8085А.
Блоки ЗУ и периферийные блоки.
Периферийные блоки.
Параллельный интерфейс микропроцессора 8255.
Процесс выполнения команд.
Управление с помощью прерывания (interrupt).
Ассемблерное программирование.
Набор команд.
Команда перехода.
Арифметические команды.
Логические операции.
Установка и стирание флагов переноса (carry flag).
Команды сдвига.
Разветвление программ.
Команды для подпрограммы.
Команды для управления процессором.
Ассемблерные команды.
Примеры программ.
Упражнения.Приложение.
Индикация функций.Решения задач.
Литература.
Список технических терминов.