认识数字集成电路 认识数字集成电路 认识存储器 ISENSE TRAININ CPU 连接 数字电源 模拟电源 VIDEO 输入 先入先出 数字电源 去偶 去PW1230 标清数字 输 先入先出 UV输出 标清数字 Y.U.V 输入 Y输出 2倍时钟信号输出 辅助信号 2倍时钟信号输出 时钟信号输出 模拟视频输出 行同步前沿脉冲 行同步 场同步 奇偶识别（隔行识别 基色信号输入 锁相环PLL 20.25M 20.25时钟输出 5M时钟输出 垂直同步前后沿信号输出 前级A/D变换、N P S解码电路 8位 数字信号输出 ISENSE TRAININ VPC3230 前端 小信号处理 集成电路 VPC3230 ISENSE TRAININ Bit0~Bit7 A/D 选择 Y/C 混合 格式输出 视频处理 Bit0~Bit7 解码 格式输出 视频处理 视频处理 A/D 时钟 总线 选择 总线 辅助信号 ISENSE TRAININ 防止各个单元电路的相互干扰 各电路均分别供电 D VCC 供电 Bit0~Bit7 A/D 选择 Y/C 混合 Bit0~Bit7 选择 解码 混合 格式输出 视频处理 Bit0 Bit7 视频处理 A/D 时钟 A/D 选择 总线 辅助信号 ISENSE TRAININ 防止各个单元电路的相互干扰 各电路均单独接地 D VCC 供电 Bit0~Bit7 A/D 选择 Y/C 解码 混合 格式输出 视频处理 Bit0~Bit7 解码 格式输出 视频处理 A/D 选择 时钟 总线 选择 辅助信号 ISENSE TRAININ 由于数字集成电路功能庞大 处理信号级数多 各级之间又配合工作 由于数字集成电路功能庞大 处理信号级数多 各级之间又配合工作 工作的协调是由 时钟信号控制。加到每级的时钟频率不同 分频器 时钟振荡 ISENSE TRAININ 每次开机 各级为了获得准确的时钟信号 分配器必须 每次开机 各级为了获得准确的时钟信号 分配器必须 进行清零 称为 复位 分频器 时钟振荡 时钟振荡 RESET ISENSE TRAININ A/D 选择 Y/C 混合 格式输出 视频处理 解码 格式输出 视频处理 视频处理 A/D 时钟 总线 选择 总线 辅助信号 ISENSE TRAININ 数字电路特点 处理的信号是 0和1 高和低 不要设置偏置 电路极为简单 不要设置偏置 电路极为简单 可以做成大规模 电路可以软件定义 电路可以软件定义 数字电路工作条件 时钟信号控制 振荡器 晶振 多谐振荡器 分频器 复位电路 数字信号特点 信息在脉冲的个数和间隔之中 于数字信号的 数字信号特点 信息在脉冲的个数和间隔之中 于数字信号的 幅度无关 模拟信号转换为数字信号后 码率大大增加 模拟信号转换为数字信号后 码率大大增加 传输 难度加大 并行传输 压缩传输（MPEG） ISENSE TRAININ CPU 连接 数字电源 模拟电源 VIDEO 输入 先入先出 数字电源 去偶 去PW1230 标清数字 输 先入先出 UV输出 标清数字 Y.U.V 输入 Y输出 2倍时钟信号输出 辅助信号 2倍时钟信号输出 时钟信号输出 模拟视频输出 行同步前沿脉冲 行同步 场同步 奇偶识别（隔行识别 基色信号输入 锁相环PLL 20.25M 20.25时钟输出 5M时钟输出 垂直同步前后沿信号输出 前级A/D变换、N P S解码电路 ISENSE TRAININ 由U0送来高清信号 去PW166 G-PORT 高清数字 U4 VGA输入 ISENSE TRAININ 存储器 ROM RAM ROM 只读存储器通过掩模工艺， 一次性制造，其中的代码 只读存储 掩模 次性制 其中 代 与数据将永久 保存(除非坏掉)，不能进行修改 PROM可编程只读存储器 （只可 次写入） PROM在出厂时 PROM可编程只读存储器 （只可一次写入） PROM在出厂时， 存储的内容全为1，用户可以根据需要将其中的某些单元写入 数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0 则用户可以将其中 数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中 的部分单元写入1)， 以实现对其“编程”的目的 EPROM可擦写可编程只读存储器（紫外线） EEPROM电可擦除可编程只读存储器 （ 24C08） EEPROM电可擦除可编程只读存储器 （ 24C08） FLASH （闪存）属于EEPROM的改进产品（USB) 按块 FLASH （闪存）属于EEPROM的改进产品（USB) 按块 擦出 是以后硬盘的替代品 目前在设备中 作为 程序存储器 SDROM 动态只读存储器 BOIS ISENSE TRAININ RAM 读写存储器 （按字节改写）掉电信息丢失 RAM 读写存储器 （按字节改写）掉电信息丢失 DRAM 动态存储器DRAM（Dynamic RAM），动态随 机存储器 需要用恒电流以保存信息 一断电 信息即丢失 机存储器。需要用恒电流以保存信息， 断电，信息即丢失。 其接口多为72线的SIMM类型。虽然它的刷新频率每秒钟可 达几百次，但是由于它采用同一电路来存取数据，所以存取 时间有一定的间隔，导致了它的存取速度不是很快。在386、 486时期被普遍应用。 SDRAM 同步动态存储器 SDRAM 同步动态存储器 是一种改善了结构的增强型 DRAM 高速度 10ns~7ns 高速度 10ns 7ns DDR SDRAM 双倍数据传输率的同步动态存储器 内存条 容量大 速度快 内存条 容量大 速度快 ISENSE TRAININ DDR SDRAM ISENSE TRAININ 只读存储器 ，即Read-Only Memory。这是一种线路最简单半导体电路，通过掩模工艺， 一 码与数据将永久保存(除非坏掉)，不能进行修改。这玩意一般在大批量生产时才会被用的，优 但是其风险比较大，在产品设计时，如果调试不彻底，很容易造成几千片的费片，行内话叫 的是“可编程只读存储器”既Programmable Red-Only Memory。这样的产品只允许写入一次 程只读存储器”(One Time Progarmming ROM，OTP-ROM)。PROM在出厂时，存储的内容 中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中的部分单元写 中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中的部分单元写 ”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”，如果我们想改写某些单元，则可以给这 并维持一定的时间，原先的熔丝即可熔断，这样就达到了改写某些位的效果。另外一类经典 二极管”的PROM，出厂时，其中的二极管处于反向截止状态，还是用大电流的方法将反相电 极管 的 出厂时 其中的 极管处于反向截 状态 是用大电流的方法将反相电 造成其永久性击穿即可。 指的是“可擦写可编程只读存储器”，即Erasable Programmable Read-Only Memory。 它的 除后即可进行再编程，但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易 “石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住， 指的是“电可擦除可编程只读存储器”，即Electrically Erasable Programmable Read-Only 是可直接用电信号擦除，也可用电信号写入。EEPROM不能取代RAM的原应是其工艺复杂， 程时间比较长 同时其有效重编程次数也比较低 程时间比较长，同时其有效重编程次数也比较低。 mory指的是“闪存”，所谓“闪存”，它也是一种非易失性的内存，属于EEPROM的改进产 块(Bl k)擦除(每个区块的大小不定 不同厂家的产品有不同的规格) 而EEPROM则可以 块(Block)擦除(每个区块的大小不定，不同厂家的产品有不同的规格)， 而EEPROM则可以一 目前“闪存”被广泛用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序，便于进行程序的升级。其另 为硬盘的替代品，具有抗震、速度快、无噪声、耗电低的优点，但是将其用来取代RAM就显得 能够按字节改写 而Flash ROM做不到 ISENSE TRAININ ROM ROM ROM指的是“只读存储器”，即Read-Only Memory。 这是 种线路最简单半导体电路 通过掩模工艺 这是一种线路最简单半导体电路，通过掩模工艺， 一 次性制造，其中的代码与数据将永久保存(除非坏掉)， 不能进行修改 这玩意一般在大批量生产时才会被用的 不能进行修改。这玩意 般在大批量生产时才会被用的， 优点是成本低、非常低，但是其风险比较大，在产品设 计时，如果调试不彻底，很容易造成几千片的费片，行 计时 如果调试不彻底 很容易 成几千片的费片 行 内话叫“掩砸了”！ ISENSE TRAININ PROM指的是“可编程只读存储器”既Programmable Red-Only Memory。这样的产品只允许写入一次，所以也 被称为“ 次可编程只读存储器”(O Ti 被称为“一次可编程只读存储器”(One Time Progarmming ROM，OTP-ROM)。PROM在出厂时，存储 的内容全为1，用户可以根据需要将其中的某些单元写入数 的内容全为1，用户可以根据需要将其中的某些单元写入数 据0(部分的PROM在出厂时数据全为0，则用户可以将其中 的部分单元写入1)， 以实现对其“编程”的目的。PROM 的典型产品是“双极性熔丝结构”，如果我们想改写某些 单元，则可以给这些单元通以足够大的电流，并维持一定 的时间 原先的熔丝即可熔断 这样就达到了改写某些位 的时间，原先的熔丝即可熔断，这样就达到了改写某些位 的效果。另外一类经典的PROM为使用“肖特基二极管” 的PROM，出厂时，其中的二极管处于反向截止状态，还 的PROM，出厂时，其中的二极管处于反向截止状态，还 是用大电流的方法将反相电压加在“肖特基二极管”，造 成其永久性击穿即可。 ISENSE TRAININ EPROM指的是“可擦写可编程只读存储器”，即Erasable Programmable Read-Only Memory。 它的特点是具有可擦 Programmable Read Only Memory。 它的特点是具有可擦 除功能，擦除后即可进行再编程，但是缺点是擦除需要使用 紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易识别，其 中包含有“石英玻璃窗”，一个编程后的EPROM芯片的 “石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住， 以防止遭到 阳光直射 阳光直射。 ISENSE TRAININ EEPROM指的是“电可擦除可编程只读存储器”，即 Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。 它的最大优点是可直接用电信号擦除，也可用电信号写入。 EEPROM不能取代RAM的原应是其工艺复杂 耗费的门电 EEPROM不能取代RAM的原应是其工艺复杂， 耗费的门电 路 过多，且重编程时间比较长，同时其有效重编程次数也比较 过多，且重编程时间比较长，同时其有效重编程次数也比较 低。 ISENSE TRAININ Flash memory指的是“闪存”，所谓“闪存”，它也是一 Flash memory指的是 闪存 ，所谓 闪存 ，它也是 种非易失性的内存，属于EEPROM的改进产品。它的最大 特点是必须按块(Block)擦除(每个区块的大小不定，不同厂 家的产 有 的规格 则 次 擦除 家的产品有不同的规格)， 而EEPROM则可以一次只擦除 一 个字节(Byte) 目前“闪存”被广泛用在PC机的主板上 个字节(Byte)。目前 闪存 被广泛用在PC机的主板上， 用来保存BIOS程序，便于进行程序的升级。其另外一大应 用 领域是用来作为硬盘的替代品，具有抗震、速度快、无噪 声、耗电低的优点，但是将其用来取代RAM就显得不合适， 因为 需要能够按字节改写 而 做不到 因为RAM需要能够按字节改写，而Flash ROM做不到。 ISENSE TRAININ ISENSE TRAININ ISENSE TRAININ 在存储器内部 数据是有规律的 按照地址信号的安排 存储在由行和列组成的 矩阵格子中 列 行 ISENSE TRAININ CAS 列地址选通信号（选信号在那一 排）。 RAS 行地址选通信号（选信号在那一行）。 以上两项即确定了信号存储的位置 以上两项即确定了信号存储的位置。 ADDR0~ADDR10 地址数据（寻址数据） DATA0~DATA31 信息数据。 WE 读写控制。 读写控制 CS 片选信号 CLK 时钟信号 DQM0~DQM3 信号输出/输入控制 CS 片选信号:控制三态门电路，当CS 为高电平时，存储器才工作。 为高电平时，存储器才工作。 ISENSE TRAININ 分频器原理 80 40 20 10 160 复位（RESET） 高电平复位 红管导通（NPN） 低电平复位 红管截止 （NPN） ISENSE TRAININ 01010100101010 ISENSE TRAININ 01010100101010 输出 双稳态电路 输入两个脉冲 输出一个 脉冲 （二分之一分频） 输入 输入 ISENSE TRAININ 将时间上连续变化的量变换为脉冲信号的过程就叫做数 3、数字化的优点 字化，通俗地讲，数字化就是将模拟信号变换成数字信号。 ①数字记录系统中，由于信号的记录形式是二进制数码，数 字电路的任务只是判断出“0”和“1”两种信号 使数字电路的 字电路的任务只是判断出“0”和“1”两种信号，使数字电路的 抗干扰能力得到大大加强。同时，与记录媒体的信噪比和重放 信号的信噪比没有直接关系 这样 与模拟记录系统相比 对 信号的信噪比没有直接关系，这样，与模拟记录系统相比，对 记录媒体的要求可以宽松得多，即数字系统可以用廉价的材料 作为记录媒体。 ②数字系统中这种只有“0”和“1”两种电平状态的信号在记 录和重放过程中只要保持“0”、“1”信号之间足够的电子差， 数字电路就能方便地将它们识别和分离 换句话讲 当 群代 数字电路就能方便地将它们识别和分离。换句话讲，当一群代 表低电平的“0”信号电平即使其幅度大小有所不同时，对于代 表高电平的一群“1’’信号电平存在参差不齐情况时，只要“0”、 表高电平的 群 1 信号电平存在参差不齐情况时，只要 0 、 “1”信号之间的电平差足够的大，数字电路通过限幅等处理都 可以正确地分辨出“0”和“1”信号，这就说明数字电路的抗干 扰能力很强。 ISENSE TRAININ ③数字系统中，如果采样频率、量化位数确定了，电路的 性能极限也就确定了 且不容易被改变 这说明数字记录系统 性能极限也就确定了，且不容易被改变，这说明数字记录系统 性能的重现性很可靠。模拟记录系统中，由于许多不稳定因素 的存在，其重现性能不稳定、不可靠。所以，数字系统的技术 的存在，其重现性能不稳定、不可靠。所以，数字系统的技术 性能指标要比模拟系统的技术性能指标高出许多。 ④数字系统中的数字信号要进行各种形式的编码处理，因编 码后的信号与信号在处理过程中由于电路本身或外界混进来的 干扰信号的性质不同，二者可以方便地分离，因而可以轻松地 去除干扰信号 而不致于损害信号数码 去除干扰信号，而不致于损害信号数码。 ⑤数字系统中的数字信号“0”、“1”只有低电平和高电平两 种变化，所以不必要求记录和重放系统中的换能器具有良好的 种变化，所以不必要求记录和重放系统中的换能器具有良好的 线性。 ⑥数字信号适合于计算机进行处理和运算，这使得对数字信 的各种编 解 变 软件的操作 大大 电 号的各种编码、解码处理变成了软件的操作，大大方便了对电 信号的各种处理，使得数字式家用电器具有更强的功能。同时， 在实现同样功能时 数字电路的结构远远没有模拟电路那么复 在实现同样功能时，数字电路的结构远远没有模拟电路那么复 杂。 ISENSE TRAININ 4、二进制数 二进制数中，没有十进制数中的10个数码，而只有0与1 两个数码，虽然只有0、1两个不同的数码，但通过这两个数码 同样可以组成许许多多的数 通过研究发现 二进制数有两个 同样可以组成许许多多的数。通过研究发现，二进制数有两个 明显的特点：一是无论是多大的数，它都可以通过0、1组成的 序列来表示；二是二进制数按照“逢二进一”的原则计数。 序列来表示；二是二进制数按照 逢二进 的原则计数。 二进制数可以进行加、减、乘、除运算。二进制数和十 进制数之间可以进行相互转换。 0 1 2 3 二进制、十进制、十六进制计数规则： 1101=1×20+0×21+1×22+1×23=13 3529=9×100+2×101+5×102+3×103=3529 3529=9×100+2×101+5×102+3×103=3529 A46F=F(15)×160+6×161+4×162+A(10)×163=5231 ( ) ( ) ISENSE TRAININ 5、二进制编码 所谓二进制编码就是用表示低电平的“0”和表示高电平 所谓 进制编码就是用表示低电平的 0 和表示高电平 的“1”，用一连串0、l来表示一个十进制数值，或是表示一个 字母、符号等，这一过程称为二进制编码。由于二进制数运算 律简单 个 来实 规律简单，它的“1”和“0”两个码很容易通过电路来实现，所 以在数字系统电路中通常采用二进制编码。 用二进制数来表示一个十进制数，叫二进制编码 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 ＝11 ISENSE TRAININ （1）码的基本名称 ①数位与比特 码的位叫做数位 对于二进制数位一般简 ①数位与比特。码的位叫做数位，对于二进制数位一般简 称为bit，中文读作比特。 例如，如某一个二进制码是100101，该码共有6数 位，所以称为6bit(比特)。 位，所以称为6bit(比特)。 11000110 8bit 101001100111100 15bit 101001100111100 15bit 11010110 11010110 比特0位 比特1位 比特7位 特 位 如图纸上的 UV0~UV7 是指UV信号的8位数字信号 ISENSE TRAININ ②字。用二进制数表示某一个数值或字符时，该二进制数称 ②字 用 制数表示某 个数值或字符时 该 制数称 为字。在数字系统电路中，所有的信息，包括数据、字母、符 号、代表机器操作指令的数据以及指令在存储器中的存放地址 等，都是以二进制代码表示的，并作为一个整体来处理或运算， 这样的一组二进制数码称为一个字，简称为字。字是二进制数 的基本单位 是数据总线宽度 的基本单位，是数据总线宽度。 代表一个数 一个字符 字母的一串 代表 个数、 个字符、字母的 串 （一组）二进制数码称为一个字。 王 101110100110 一个字 A 10010100 ISENSE TRAININ ③字长。微控制器中，一个字的二进制位数称为字长。 ③字长。微控制器中， 个字的二进制位数称为字长。 微控制器的字长有1位、4位、8位和16位等。 如： 100110101000 字长12位 100110101000 字长12位 11001010 字长8位 ISENSE TRAININ ④字节 信息量的单位常用字节来表示 在字长较长时 ④字节。信息量的单位常用字节来表示。在字长较长时， 把一个字分成若干字节。现在国际上统一把8位二进制数定 义为一个字节 而4位则称为半字节 习惯上 把210=1024 义为一个字节，而4位则称为半字节。习惯上，把210=1024 个字节称为1K字节。 100110101000 字长12位 1.5个字节 字 位 个字 1101 字长4位 半个字节 1101 字长4位 半个字节 11011010 字长8位 1个字节 11011010 字长8位 1个字节 ISENSE TRAININ 6、二进制码传输 数字系统中所有的信号及控制操作都是二进制数，这些二 进制码在数字系统电路中的传输方式有两种：一是串行传输， 进制码在数字系统电路中的传输方式有两种： 是串行传输， 二是并行传输。 （1）串行传输方式 二进制数码是由一连串1、0构成的数据，在串行传输方式中， 这些二进制数中的各位1、0码按先后顺序逐个传输，传输数码 所需要的导线数目只用一条就可以 所需要的导线数目只用一条就可以。 10101101 10101101 ISENSE TRAININ （2）并行传输方式 并行传输是指二进制数码的各位同时传输，这样就要求传输导 传 传 传 线的数目与二进制数码的位数相同，例如传输一个8位二进制数 码时要使用8条导线。并行传输方式中，各位数值用该位电平的 “高”或“低”来表示 高电平为“1” 用“H”表示 低电平为 “高”或“低”来表示。高电平为“1”，用“H”表示，低电平为 “0”，用“L”表示。 1 10 1 ISENSE TRAININ （3）码的传输速率 模拟电路中，存在着信号工作频率的问题。数字系统中也一样， 将单位时间内(每秒钟)传输数码的比特数就叫做码的传输速率， 或称为记录速率，或称之为传输码率，简称码率。 码率＝量化频率×量化位＝13 5×8＋（6 75×8）×2＝ 码率＝量化频率×量化位＝13.5×8＋（6.75×8）×2＝ 216M/s ISENSE TRAININ 7、二进制数存取 二进制信号是可以进行存储（模拟信号存储困难） 存储 二进制信号是可以进行存储（模拟信号存储困难），存储 是由存储器完成的。正是因为可以存储，所以才可以进行二 进制的运算、倍频等处理。 进制的运算、倍频等处理。 二进制的存储器就是用来存储二进制数的地方。 ISENSE TRAININ