数字系统的概念

数字系统与模拟系统

• 从信号来看：
• 模拟信号是连续信号，任一时间段都包含了信号的信息分量，如正弦信号。
• 数字信号是离散的，只有“0”和“1”两种值，即是一种脉冲信号，广义地讲，凡是非正弦信号都称为脉冲信号。
• 数字信号应用最广的两种传输波形

• 从构成的电路器件来看
• 无源器件：电阻、电容、电感、开关等
• 有源器件：二极管（D）、三极管（T）
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对模拟电路而言，T 工作在线性区，处于放大状态。
对数字电路而言，T 工作在非线性区，处于开关状态(饱和、截止)，只是在转换过程中瞬间通过放大区。

• 从所用的数学工具来看
• 模拟电路：微分方程、拉斯变换及反变换。
• 数字电路：布尔代数

• 学习研究的方法
• 模拟电路：频域法
• 数字电路：时域法
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时域法就是讨论输入、输出在不同时间段的关系

数字化的优点

• 精度高

• 抗干扰力强

• 功耗小

• 便于集成化

• 便于加密、解密

数字电路中的操作

• 算术操作

• 逻辑操作

PLD与FPGA

PLD器件概念及分类

• PLD概念：可编程逻辑器件（programmable logic device），是一种“与-或”两级结构的逻辑器件。

• 低密度可编程逻辑器件（LDPLD）：PROM、PLA、PAL和GAL

• 高密度可编程逻辑器件（HDPLD）：CPLD、FPGA。

• PLD与一般数字芯片的区别：
• PLD内部的数字电路可以在出厂后才规划决定，有些类型的PLD也允许在规划决定后再次进行变更、改变。
• 一般数字芯片在出厂前就已经决定其内部电路，无法在出厂后再次改变。

• FPGA的基本特点
• 采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路)，用户不需要投片生产，就能得到适用的芯片。
• FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的试样片。
• FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。
• FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。
• FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。

• FPGA的三部分组成