C U P R I N S

1.  INTRODUCERE

1

1.1.  Analog / digital

2

1.2.  Combinaţional / secvenţial

3

1.3.  Circuite / informaţie

5

1.4.  Dimensiune / complexitate

6

1.5.  Funcţie / structură

7

1.6.  Limbaje pentru descriere hardware

7

1.7.  Structura cărţii

9

2.  ARITMETICA BINARĂ

13

2.1.  Reprezentări binare

14

2.1.1.  Numerele întregi

14

2.1.2.  Reprezentarea în virgulă mobilă

19

2.2.  Operaţii cu numere întregi

21

2.2.1.  Adunare / scădere

21

2.2.2.  Multiplicare

25

2.2.3.  Divizare

28

2.2.4.  Rădăcina pătrată

29

2.3.  Operaţii în virgulă mobilă

30

2.3.1.  Adunarea

30

2.3.2.  Multiplicare

33

2.3.3.  Divizare

35

2.4.  Structuri de circuit

37

2.4.1.  Ceasul

37

2.4.2.  Structuri funcţionale elementare

37

2.4.3.  Registrul

41

2.5.  Structuri de calcul binar

41

Probleme

49

Teste Verilog

50

3.  TEORIA AUTOMATELOR

51

3.1.  Definiţii şi proprietăţi

52

3.2.  Reprezentarea automatelor

59

3.2.1.  Pseudocod

59

3.2.2.  Organigrame

61

3.2.3.  Tabele de adevăr

70

3.3.  Minimizarea automatelor finite

74

3.4.  Conversia Mealy-Moore şi Moore-Mealy

77

3.4.1.  Transformarea Mealy-Moore

77

3.4.2.  Transformarea Moore-Mealy

80

3.4.3.  Complexitatea relativă a reprezentărilor

80

3.5.  Reprezentarea cu blocuri funcţionale şi registre

83

Probleme

88

Teste Verilog

88

4.  ALGEBRA LOGICĂ

89

4.1.  Scurt istoric

90

4.2.  Funcţia logică

91

4.3.  Enumerarea funcţiilor logice

92

4.3.1.  Funcţii de zero variabile

93

4.3.2.  Funcţii de o variabilă

93

4.3.3.  Funcţii de două variabile

95

4.3.4.  Funcţii de n variabile

103

4.3.5.  Câte funcţii utile există?

105

4.4.  Formalizarea algebrei logice

106

4.4.1.  Principiile algebrei logice

107

4.4.2.  Forme canonice

115

4.5.  Minimizarea funcţiilor logice

121

4.5.1.  Procedee algebrice de minimizare

122

4.5.2.  Minimizarea cu diagrame Veitch-Karnaugh

129

Probleme

146

Teste Verilog

146

5.  CIRCUITE LOGICE ELEMENTARE

147

5.1.  Funcţiile logice şi reţelele de comutatoare

148

5.1.1.  Comutatoare

148

5.1.2.  Circuite regenerative

153

5.1.3.  Circuite fără regenerare

159

5.1.4.  Structuri mixte

161

5.2.  Comutatoare realizate cu tranzistoare MOS

162

5.2.1.  Caracteristici electrice ale inversorului n-MOS

163

5.2.2.  Regimul de comutare al tranzistorului MOS

165

5.3.  Inversorul CMOS

167

5.3.1.  Comportamentul static al inversorului CMOS

167

5.3.2.  Comportamentul dinamic al inversorului CMOS

169

5.3.3.  Marginea de zgomot

174

5.4.  Poarta de transmisie şi circuitele neregenerative

175

5.5.  Circuite logice CMOS

177

5.5.1.  Circuite inversoare

177

5.5.2.  Timpii de propagare şi comutare

182

5.5.3.  XOR-ul într-o variantă nestandard

184

5.5.4.  Circuite tristate

185

5.5.5.  Interconectarea bidirecţională

187

Probleme

188

6.  SISTEME LOGICE

189

6.1.  Combinaţional / secvenţial: o alternativă depăşită

190

6.2.  Extensii în sistemele digitale

192

6.2.1.  Extensia serie

192

6.2.2.  Extensia paralel

194

6.2.3.  Extensia serie-paralel

195

6.3.  Bucla în siteinele digitale

196

6.4.  Clasificarea a sistemelor digitale

198

7.  CIRCUITE COMBINAŢIONALE

Sisteme de ordinul zero - SO-0 201

201

7.1.  Circuite de uz general

202

7.1.1.  Decodificatoare

203

7.1.2.  Demultiplexoare

209

7.1.3.  Multiplexoare

212

7.1.4.  Codificatoare prioritare

227

7.1.5.  Circuite pentru calculul prefixelor

233

7.2.  Circuite aritmetice

238

7.2.1.  Circuite de incrementare

239

7.2.2.  Sumatoare

240

7.2.3.  Circuite de deplasare

245

7.2.4.  Multiplicatoare

249

7.2.5.  Unităţi logico-aritmetice (ALU)

252

7.3.  Circuite programabile

259

7.3.1.  Trans-codificatoare

259

7.3.2.  Memorii fixe (ROM)

261

7.3.3.  Matrici logice programabile (PLA)

263

7.4.  Teorema lui Spira

266

7.5.  Produsul 5xD

269

Probleme

270

Teste Verilog

272

8.  MEMORII

Sisteme de ordinul unu - SO-1

273

8.1.  Bucle stabile / bucle instabile

274

8.2.  Structuri elementare

277

8.2.1.  Latch-uri elementare

277

8.2.2.  Latch-ul cu ceas

282

8.2.3.  Latch-ul D

284

8.3.  Extensii serie

285

8.3.1.  Structura master-slave

286

8.3.2.  Bistabilul D

287

8.3.3.  Registrul de deplasare serie

289

8.4.  Extensia paralel

290

8.4.1.  Latch-ul de n biţi

290

8.4.2.  Latch-ul adresabil

291

8.4.3.  Memoria cu acces aleator

292

8.4.4.  Memoria adresabilă prin conţinut (CAM)

312

8.4.5.  Memoria asociativă (AM)

318

8.5.  Extensia serie-paralel

323

8.5.1.  Registrul

323

8.5.2.  Structura pipeline

326

8.5.3.  Decodificare programabilă realizată cu CAM

329

Probleme

331

Teste Verilog

332

9.  AUTOMATE

Sisteme de ordinul doi - SO-2 333

333

9.1.  Structuri elementare

335

9.1.1.  Bistabilul T: cel mai mic automat

335

9.1.2.  Bistabilul JK

338

9.1.3.  Aritmetică serială

341

9.2.  Structuri elementare extinse

342

9.2.1.  Numărătoare

342

9.2.2.  Memoria de tip stivă ca SO2

357

9.2.3.  Aritmetică serie-paralel

359

9.3.  Automate funcţionale

360

9.3.1.  Automat de calcul al prefixelor

360

9.3.2.  Calculul secvenţial al produsului scalar

362

9.3.3.  Înmulţitor (- acumulator) secvenţial

364

9.4.  Automate finite

367

9.4.1.  Structura automatelor finite

368

9.4.2.  Codificarea stărilor

371

9.4.3.  Minimizarea structurii prin codificarea stărilor

378

9.4.4.  Reducerea complexităţii prin codarea "one-hot"

381

9.4.5.  Automate cu intrări asincrone

383

9.4.6.  Hazardul

394

9.4.7.  Limite fundamentale

403

9.4.8.  Proiectarea automatelor finite

407

9.5.  Automate de control

413

9.6.  Automatul cu spaţiul stărilor structurat

420

9.7.  Conversia automate - CLC

427

Probleme

429

Teste Verilog

430

10.  PROCESOARE

Sisteme de ordinul trei - SO-3

431

10.1.  Automate cu "registre inteligente"

433

10.1.1.  Automate cu "registre" de JK-uri

433

10.1.2.  Automate cu registru numărător

439

10.2.  Automate cu memorie

446

10.3.  Procesoare

449

10.3.1.  Automat cu numărător

450

10.3.2.  Automat cu stivă

453

10.3.3.  Procesorul elementar

456

10.3.4.  Procesorul executiv (RISC)

459

10.3.5.  Procesorul interpretor (microprogramat)

481

Probleme

490

Teste Verilog

490

11.  CALCULATOARE

Sisteme de ordinul patru - SO-4

491

11.1.  Microcontrolere

494

11.1.1.  Structura microcontrolerelor

494

11.1.2.  Arhitectura microcontrolerelor

497

11.1.3.  Logica programată

500

11.2.  Calculatoare

501

11.3.  Procesoare ca sisteme de ordinul patru

503

11.3.1.  Procesor cu CROM cu stivă

504

11.3.2.  Procesorul cu stivă

506

11.3.3.  Procesorul intrepretor cu program counter

510

11.4.  Coprocesarea

512

11.5.  Stoparea "creşterii" prin bucle

513

12.  SISTEME CU AUTOORGANIZARE

Sisteme de ordinul n - SO-n

515

12.1.  Memoria de tip stivă

516

12.2.  Automate celulare

517

12.3.  Memoria conexă

524

12.3.1.  Definiţia memoriei conexe

527

12.3.2.  Structura memoriei conexe

530

12.3.3.  Aplicaţii ale memoriei conexe

532

Probleme

540

Teste Verilog

540

13.  28 de puncte, adică UNUL, despre sistemele digitale

541

13.1.  Propoziţiile

542

Bibliografie

555

Index

560