片内采用最小器件进行设计；
1X器件设计 反相器设计
多输入与非门设计：
N个器件串联的路径，每个器件面积需扩大为N倍； 整体设计：面积与输入为平方关系 分割设计：面积与输入为线性关系
最大集成设计应该采用分解设计：基本单元为2输入器件。
教材参考章节： 第3章：3.4—3.5
第6次课（2-3）
MOS器件的动态模型
电容：对电荷的约束能力 栅极电容、漏极与源极电容 同类电容与面积正比
CMOS电路的动态特性
输入电容：由连接的栅极电容构成； 输出电容：由输出端连接的电容构成；
信号传递的时间延迟 输入端电容的状态变化 输出端电容的状态变化
时间延迟正比于改变状态的电容容量
时间延迟与信号传递的路径有关：多少电容需要改变状态？
功耗也正比于改变状态的电容容量，同时与电源大小成平方关系；
大驱动逻辑单元的设计 反相器：面积的增加；
与非、或非逻辑：采用1x逻辑设计，利用缓冲的最后一级反相器提供大驱动能力；
不同规模集成电路设计的要点
端口器件的面积成本和延迟远大于内部同类器件；
中小规模：成本与延迟主要与端口有关，内部逻辑无需优化；
超大规模：成本与延迟主要与内部逻辑有关，内部功能单元需要进行优化设计；
IC对外驱动及外部接口电路设计
分别考虑高低电平时对端口电平容限和驱动能力的满足； 在此条件限制下，可将IC端口等效为电压源。
IC输入端口的处理：施密特器件
模拟输入噪声导致的状态翻转问题； 施密特器件的构成原理
课程设计
考虑1x的2输入与非门设计，将开路门设计与标准设计对比，若要求保持高低电平的容限和驱动能力对称，则开路门设计的面积会是标准设计的多少倍？（要求得出开路门中上拉电阻的表达式：与电平容限的关系。但忽略该电阻的面积。） 分析开路门的应用特点及可能的应用范围。
课程设计
分析采用其他方式形成逻辑电路（例如TTL、ECL等）的原理、结构与特点，讨论其应用范围。
课程设计
分析7段译码器各段的最小项和表达的电路实现，分析电路设计的成本以及最长延迟时间。
教材参考章节： 第3章：3.6
第7次课（3-1）
第三章 数字系统中的信号编码与运算
数字系统的输入方式
数据采集：通过采样系统和量化编码---数值类信息 键盘输入方式：文字符号类信息
数值的表达方式
定点数制：采用小数点区分整数部分和小数部分 数值、基数、权重
典型进位制的转换方式：
二进制转十进制：数值与权重结合相加；
十进制转二进制：整数部分 除2取余 小数部分 乘2取整
采样系统要点
采样开关、保持电容、电压隔离与跟随
量化编码的要点
采样数值范围的归一化：以电源为单位，在0—1之间表达； 对采样范围进行分区，对应于不同的二进制编码
例：1位量化器设计
分区边界的形成、通过比较形成编码：二进制表达 误差、分辨率
例：3位ADC的设计
量化尺度、比较器阵列、温度码到二进制码 误差与量化位数的关系：以模拟电源为单位
DAC设计要点
二进制数到十进制数的转换
DAC结构：加权电流的构成、选择开关阵列、汇总与比例放大
典型DAC
权电流、权电阻、R-2R
二进制串的缩写表达：八进制、十六进制、转换规则
课程综述
关于不同进制数之间的转换规则与实用方法；
不同类型的ADC：原理、结构、性能特点、应用范围
教材参考章节： 第2章：2.1—2.3
第8次课（3-2）
无符号数特点
正小数，量化位数表达精度
最高位与最低位的意义：数据范围的限制
无符号数运算
运算数据精度一致，运算过程保持数据精度，
加法：从低位向高位进位，最高位进位为溢出错误； 乘法：不会出现溢出错误，乘积结果需要进行截断；
符号数表达与运算
减法可能产生符号数，使用符号数做代数和可以消除减法； 符号的添加：最高位之前
添加0表达正号—数据不变 添加1表达负号—数据变化； 符号数比无符号数增加1位：符号位
原码表达
只添加符号，数值部分保持无符号数不变； 适合进行乘法运算，不能用于代数和运算；
补码表达
先对无符号数添加0以表达正数；
然后再利用代数和规则寻找对应的负数编码：与正数相加为0的数； 先将每位取反：反码表达；然后最低位加1；最后去掉最高位进位；
符号添加导致的改变： 原码：改变符号位； 反码：改变每一位；
补码：改变每一位，最低位加1，去掉最高位进位；
同一个数不同表达之间的转换 正数：完全保持不变
负数：保持符号位不变，后面部分变化：
原码—反码：后面每位改变
原码—补码：后面每位改变，最低位加1，去掉最高位进位； 反码—补码：最低位加1或减1，去掉最高位进位或借位；
补码加法运算规则
代数和只能采用补码加法运算； 运算中忽略最高位进位；
溢出的判断和处理
基本条件：相加数据符号位相同—可能溢出 判断理由：输出符号与输入符号不同—溢出错误 解决方法：添加符号位---数据部分除以2
格雷码
二进制数顺序变化存在的问题：各位变化的延迟可能不同，导致中间状态出现； 格雷码的特点：顺序变化（相邻变化）时，只有1位发生改变，没有中间状态； 二进制码到格雷码的转换：
位数保持不变，最高位保持不变；
将每位二进制码与其左边的位进行比较，得到对应的格雷码：相同为0，不同为1；
课程设计
若模拟电压变化具有正负取值，会对ADC中的采样保持和量化编码系统形成什么影响，设计相对应的ADC，使其输出的数据表现为4位符号数；
教材参考章节：
第2章：2.4—2.6、2.8、2.11
第9次课(3-3)
数字键盘设置及其编码
单键输出设计：独热码 阵列输出设计：双热码
BCD编码
采用最少位数实现有效编码； 8421码：自然权重码 2421码：权重自补 余3码： 自补
用数据进行控制：译码
根据不同的二进制输入产生输出控制信号； 7段译码器：对发光管显示的控制；
BCD译码器：输入4位，控制10个对应器件；
二进制译码器：每个不同的二进制输入态控制1个对应输出。
奇偶校验编码
在数据存储或传输时，为避免出现错误，为数据附加检测位； 奇/偶校验：在数据串后附加校验位，使1的数量为奇/偶 在存储或传输前进行附加，在取出或接收后进行检测； 单数据附加及检测：错误检查 阵列数据附加及检测：错误纠正
课程设计
完成下列数字键盘的编码器设计：真值表、标准运算式、逻辑图 实现从独热码到8421码的编码； 实现从双热码到余3码的编码；
教材参考章节：
第2章：2.10、2.12—2.15 第6章：6.4、6.5
第10次课(4-1)
第四章 基于逻辑单元的组合设计
对偶概念
正逻辑与负逻辑
正负逻辑的外在表现：端口取非
对偶定理
逻辑分割对对偶的影响：对偶系统由对偶部件构成，连接方式不变 基本单元的对偶： 反相器—自对偶 与或运算—互对偶 任何逻辑可以由不同器件连接形式构成；