數位邏輯設計 (Digital Logic Design)

課程資訊

• 課程代碼: NTHU 10801 (National Tsing Hua University)
• 核心內容: 組合邏輯、時序邏輯、FSM、運算電路優化 (Booth/Wallace)、處理器設計
• 參考教材: Logic and Computer Design Fundamentals, 4th ed (Mano & Kime)
• 課程主頁: NTHU OCW

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本系列筆記基於台灣清華大學開放式課程整理，涵蓋了從基礎布林代數到現代處理器設計原理的完整路徑。

目錄導航

Part 1: Combinational Logic (組合邏輯)

• Boolean Algebra & K-Map (布林代數與卡諾圖)
• Building Blocks (組合邏輯元件)
  • Decoder, Encoder, Mux, DeMux

Part 2: Arithmetic Circuits (運算電路)

• Number Systems (數值表示與溢位)
• Fast Multiplication (快速乘法器)
  • Booth Encoding, Wallace Tree

Part 3: Sequential Logic & FSM (時序邏輯)

• Storage Elements (記憶元件與計數器)
  • Latches, Flip-Flops, Registers
• Finite State Machines (有限狀態機)
  • Mealy vs Moore, State Minimization
• ASM Charts (演算法狀態機)

Part 4: Processor Design (處理器設計)

• Microprogramming (微程式控制)
• Simple Processor & Pipelining (處理器與管線化)
• Systolic Arrays (心跳陣列)

Part 5: Verilog & Implementation (實作技術)

• Verilog Coding Style (Verilog 語法與風格)
• FPGA & DFT (可程式化邏輯與可測試性設計)