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トランジスタ技術SPECIALハードウェアの動きを理解しながら学ぶTRSP No.90 改訂新版 ディジタル回路の設計入門
少し前までは，ディジタル回路はTTLやCMOSと呼ばれる個別ICを組み合わせて設計するのが一般的でしたが，最近ではASICやFPGAといった大規模なLSIにすべての機能が詰め込まれるようになっています．しかし，何百万ゲートものディジタル回路が一つのLSIに集積されていても，その中の一個のゲートを取り出せば基本動作は変わりません．また，FPGAのようなプログラムが可能なLSIを使用すれば，手軽にオリジナル回路を実現できますが，ディジタル回路システムを構成するゲートやフリップフロップといった回路の基本的な動作が変わったわけではありません．ディジタル回路の基本原理は，今も昔も同じなのです．つまり，基本動作を理解することは，大きなロジック・システムを設計するための第一歩と言えるのです．
そこで本書では，入門者のために，個別のディジタルICの動きを理解しながらディジタル回路の設計法について詳しく解説しました．さらに，最近の設計手法であるHDL言語による設計法についても紹介しました． なお本書は，ベストセラーとなった「ディジタルIC回路の設計」を大幅に加筆改訂したものです． 第1章 ディジタル回路とアナログ回路
1.1 世の中の電気信号はアナログ信号か？ 1.2 電圧を変化させる 1.3 ディジタル回路でアナログ信号を扱うには 1.4 ディジタル回路の利点 1.5 ディジタル・システムのよさ 第2章 ディジタル回路とディジタルIC 2.1 ディジタル回路とは 2.2 実際のICのロジック・レベル 2.3 入力信号と出力信号の時間的関係 2.4 ICとICをつなぐときの問題点 第3章 基本素子AND，OR，NOTの動作 3.1 三つの基本素子―――AND，OR，NOT 3.2 作りたい機能をゲートに置き換えるには 第4章 フリップフロップ 4.1 ディジタル信号を保持する基本技術 4.2 クロックに同期した信号の保持方法 4.3 フリップフロップの本格的利用法 第5章 カウンタ 5.1 数のかぞえ方 5.2 カウンタの構成と基本動作 5.3 カウンタICの利用法 5.4 4000/4500CMOSファミリ特有のカウンタIC 第6章 タイミングを作る回路 6.1 タイミングを作る基本技術 6.2 ディレイ回路を応用したタイミング回路 6.3 ワンショット・マルチバイブレータ 第7章 クロックを作る回路 7.1 CRのディレイを利用した発振回路 7.2 安定度の高い発振回路 第8章 シフトレジスタ 8.1 シフトレジスタの基本機能 8.2 カウンタ機能の利用法 8.3 シリアル伝送回路への応用 第9章 高機能な組み合わせ回路 9.1 デコーダ 9.2 エンコーダ 第10章 基本インターフェース 10.1 機械接点とのインターフェース 10.2 波形を整形する回路 10.3 トランジスタの利用とレベル変換 10.4 大きな負荷をドライブする 第11章 絶縁インターフェース 11.1 フォト・カプラを使う 第12章 HDLによるディジタル回路設計 12.1 回路図を書かない設計方法 12.2 HDL(Hardware Description Language)とは 12.3 HDLの記述方法 12.4 Dフリップフロップ 12.5 カウンタとシフトレジスタ 12.6 加算器の動作と設計 12.7 乗算器の動作と設計 |
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