目录
- Part1:Lecture && book
- unit 1.1 Boolean Logic
- unit 1.2 boolean function synthesis
- unit 1.3 logic gates
- unit 1.4 Hardware Description language
- unit 1.5 Hardware simulation
- unit 1.6 Multi-bit Buses
- part2:Project
Part1:Lecture && book
unit 1.1 Boolean Logic
abstract 0 1
basic operation
and operation
or operation
not operation
boolean expressions
boolean funcitons
fomula
truth table
boolean identities
为了简化公式
交换律
结合律
分配律
德摩根律
boolean Algebra
unit 1.2 boolean function synthesis
真值表->逻辑表达式
如何化简为最短的表达式–>没有很有效的方法,本质上是一个NP问题
了不起的数学定理:
对于任意的布尔函数,都可以仅仅使用与门、或门、非门表达
进一步:
对于任意的布尔函数,都可以仅仅使用与门、非门表达
如何证明??只需要证明or能够使用And 、Not表达即可
德摩根定律:
(x or y) = not(Not(x) and Not(y))
能否更短一些?
放弃And?这是没有意义的,因为会有二元操作的存在
放弃Or?不行,因为And如果有一个0,那么一直输出就为0
另外一种操作:nand可以表示所有的逻辑表达式
x | y | nand |
---|---|---|
0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 |
x nand y = not(x and y)
如何证明:
Not能够用Nand表示
And能够用Nand表示
not(x) = (x nand x)
(x and y) = not(x nand y)
所有的逻辑函数都可以使用与非门定义
接下来的内容:
抽象的逻辑操作-->实际的门电路
unit 1.3 logic gates
logic gates:实现Boolean函数的硬件门电路
primitive gates:
nand
elementry gates:
and
or
not
composite gates:
mux
adder
unit 1.4 Hardware Description language
描述门电路:接口 && 功能(真值表)
unit 1.5 Hardware simulation
load hdl
load test script
simulation options:
interactive
script-based
recorder the output
compare the actual output with desire output
unit 1.6 Multi-bit Buses
bus的概念:
注意:
4-way add
bit-wise add
part2:Project
一个典型的计算机架构都是由逻辑门单元及其多bit版本构建,如And、Or、Mux、And16、Or16、Mux16等;
本次project的目标是通过primitive Nand搭建如下门电路: