数电 第1章 数字逻辑基础.ppt

电路是步入电类天堂的第一步 则数字是在电类天堂自由飞翔的必修课 /(电子工程师） /(中国单片机资讯网 ) / (电子之家） /(单片机） /HOME.HTM（电子系统设计） SSIC 小规模集成电路(Small Scale Integrated circuits) MSIC 中规模集成电路(Medium Scale Integrated circuits) LSIC 大规模集成电路(Large Scale Integrated circuits) VLSIC 超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuits) ULSIC特大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrated circuits) GSIC 巨大规模集成电路也被称作极大规模集成电路或超特大规模集成电路(Giga Scale Integration)。 集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。 集成电路的“蛋壳”模型 Paul. R. Gray：该模型把这三者整体上视为一个鸡蛋，而把数字电路视为蛋黄，模拟电路视为蛋壳，A/D、D/A电路视为蛋清，三者既不相同，又是统一的有机整体。 乔治·布尔是皮匠的儿子，由于家境贫寒，布尔不得不在协助养家的同时为自己能受教育而奋斗，不管怎么说，他成了19世纪最重要的数学家之一。 集成电路50发展 　几根零乱的电线将五个电子元件连接在一起，就形成了历史上第一个集成电路。虽然它看起来并不美观，但事实证明，其工作效能要比使用离散的部件要高得多。历史上第一个集成电路出自杰克-基尔比之手。当时，晶体管的发明弥补了电子管的不足，但工程师们很快又遇到了新的麻烦。为了制作和使用电子电路，工程师不得不亲自手工组装和连接各种分立元件，如晶体管、二极管、电容器等。很明显，这种做法是不切实际的。于是，基尔比提出了集成电路的设计方案。 模拟集成电路50发展 半导体设备与铅结构模型 1960年，仙童公司制造出第一块可以实际使用的单片集成电路。诺伊斯的方案最终成为集成电路大规模生产中的实用技术。基尔比和诺伊斯都被授予“美国国家科学奖章”。他们被公认为集成电路共同发明者。 分子电子计算机 虽然集成电路优点明显，但仍然有很长时间没有在工业部门得到实际应用。相反，它却首先引起了军事及政府部门的兴趣。1961年，德州仪器为美国空军研发出第一个基于集成电路的计算机，即所谓的“分子电子计算机”。美国宇航局也开始对该技术表示了极大兴趣。当时，“阿波罗导航计算机”和“星际监视探测器”都采用了集成电路技术。 集成电路应用于导弹制导系统 　1962年，德州仪器为“民兵-I”型和“民兵-II”型导弹制导系统研制22套集成电路。这不仅是集成电路第一次在导弹制导系统中使用，而且是电晶体技术在军事领域的首次运用。到1965年，美国空军已超越美国宇航局，成为世界上最大的集成电路消费者。 戈登-摩尔提出摩尔定律 早在1965年，摩尔就曾对集成电路的未来作出预测。他推算，到1975年每块芯片上集成的电子元件数量将达到65000个。而实际上，每过12个月芯片上集成的电子元件数量都会翻一番。这就是现在我们所了解的计算机“摩尔定律”。 “Busicom 141-PF”计算机 　在20世纪60年代，计算机通常都是笨重的庞然大物。集成电路的出现改变了计算机这一形象。1969年，英特尔公司为日本计算机公司必威体育精装版研发的 “Busicom 141-PF”计算机设计12块芯片。但英特尔公司的工程师泰德-霍夫等人却根据日本公司的需求提出了另一套设计方案。于是诞生了历史上第一个微处理器 --4004。 英特尔4004微处理器 英特尔公司的4004微处理器虽然并不是首个商业化的微处理器，但却是第一个在公开市场上出售的计算机元件。据霍夫介绍，4004微处理器的计算能力其实并不输于世界上第一台计算机ENIAC(电子数字积分计算机)，但却比ENIAC小得多。 ENIAC使用了18000个真空管，占据了整个房间。 “普尔萨”数字手表 继便携式计算器和数字手表之后，集成电路的下一个主要商业应用也许就是“手腕计算机”。“Microma”液晶数字表是应用“系统芯片”技术的首款产品。汉米尔顿公司推出的“普尔萨”是世界上第一只数字手表。1970年，普尔萨刚刚上市时售价为2100美元。 如今，芯片制造商(如英特尔、AMD等公司)生产的芯片上所集成的晶体管数量已达到了空前的水平，而且每个晶体管的体积变得非常微小。比如，一个针尖上可以容纳3000