Bài giảng Thiết kế số - Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật số - Hoàng Mạnh Thắng

Thiết kế số Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật sốNgười trình bày: TS. Hoàng Mạnh ThắngCác loại hệ đếmHiện nay con người thường dùng hệ cơ số 10 với các số từ 0 đến 9. Biểu diễn một số sẽ là:	4657=4*10^3+6*10^2+5*10^1+7*10^0Với các phép cộng, trừ, nhân và chiaThực tế còn có các hệ cơ số đếm khác như hệ nhị phân (2) hệ cơ số 3.Các hệ thường được dùng là 2, 10 và 16 Hệ cơ số 2/nhị phân (binary)Hệ nhị phân gồm các chữ số 0 và 1Hệ đếm này hiện nay được dùng cho các hệ thống số, như máy tínhMỗi chữ số được gọi là bitSố nhị phân với 8 chữ số (8 bits): 10011011 được có giá trị là 1*2^7 + 0*2^6 + 0*2^5 + 1*2^4 + 1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 = 155 (chuyển từ hệ cơ số 2 sang hệ 10)Số nhị phân có n bits sẽ có 2^n-1 tổ hợpPhép tính cộng và trừ giống như trong hệ 10 Hệ cơ số 16 (hexadecimal)Trong hệ cơ số 16, 16 ký tự được dùng là: 0,1,.9, A, B, C, D, E, FMột số trong hệ 16 cũng được biểu diễn theo cách tương tự như trong hệ cơ số 2 và 10. Ví dụ: E4 được ký hiệu $E4 hoặc 0xE4.==> E*16^1 + 4*16^0 = 228 (chuyển từ hệ 16 sang hệ 10)Chuyển từ hệ cơ số 16 sang hệ 2 và ngược lại như sau: 0xE4 == 1110 0100Mã Gray (Gray Code)Là mã có trọng lượng thay đổi và là vòng/cyclic. Tức là mọi dịch chuyển từ 1 giá trị đến giá trị khác liên quan đến thay đổi của duy nhất 1 bit So sánh các tiếp cận thiết kếDùng CAD là rất cần thiếtNhìn và hiểu thấu đáo về vấn đề trong cách tiếp cận truyền thống vẫn là rất quan trọng:Khái niệm hóa vẫn được dùng phương pháp truyền thốngSử dụng hiệu quả CAD yêu cầu hiểu rõ những gì CAD thực hiệnSử dụng các lựa chọn thiết kế yêu cầu hiểu thấu đáo Các loại CHIPCác chip chuẩn:Cụ thể là họ 7400Chứa số lượng nhỏ transistor (<100)Thực hiện những chức năng đơn giảnCác linh kiện logic có thể lập trình (PLD):Chứa các phần tử mạch logic và các liên kết có thể lập trìnhMạch chức năng nào đó có thể được xây dựng bởi người dùngViệc thiết kế với PLD được thực hiện thông qua CAD tool Các loại CHIP (cont.)Các Chip được thiết kế có thể chỉnh sửa (custom-designed chips):Điển hình là mảng logic lập trình FPGAĐược tối ưu hóa cho mục đích chuyên dụngChứa lượng lớn mạch logicChi phí sản xuất cao Để giảm chi phí  phải sản xuất số lượng lớn Quá trình thiết kếSản phẩm yêu cầuChỉ ra các thông sốThiết kế thửMô phỏngTái thiết kếThiết kế đúng chứa ?noyes(1) Quá trình thiết kế (cont.)Thự hiện prototypeKiểm traChỉnh sửaĐáp ứng yêu cầu kỹ thuật chưa ?noyes(1)Sửa chữa nhỏ ?Thiết kế lạiSản phẩm thiết kế Môn này mang lại gì cho bạn ?Hiểu các khái niệm và các mô hình, thuật toán và các quá trình liên quan đến thiết kế mạch logicMôn này trang bị kiến thức làm cơ sở cho các môn khác và cho định hướng nghề nghiệpCung cấp kỹ năng giải quyết vấn đề gồm:Mô tả và giải quyết các vấn đề mớiCần cọ sát vấn đề  nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đềDiễn tả giải pháp một cách rõ ràng và chính xácLàm quen với thực tế thiết kế mạch số