
【计】 multilevel logical circuit
多级逻辑电路(Multilevel Logic Circuit)是指由多个基本逻辑门(如与门、非门、或门等)级联构成的复杂数字电路。与单级电路相比,它通过增加逻辑层级来实现更复杂的逻辑功能,优化电路性能(如减少门延迟、降低功耗)或节省芯片面积。以下是关键概念的汉英对照及技术解析:
逻辑层级(Logic Levels)
电路包含两级或以上的门级结构。例如:第一级与非门输出连接到第二级或非门的输入。
英文对照:Logic Level - 信号从输入到输出经过的逻辑门数量。
基本单元(Basic Components)
英文对照:Combinational Circuit(组合电路) / Sequential Circuit(时序电路)。
功能优化
通过多级结构实现复杂函数(如多位加法器、乘法器),避免单级电路的门输入数量限制。
示例:8位加法器需级联全加器(Full Adder)构成多级进位链。
性能提升
英文对照:Propagation Delay(传播延迟) / Power Dissipation(功耗)。
类型 | 描述 | 典型电路 |
---|---|---|
组合逻辑电路 | 输出仅取决于当前输入(无记忆功能) | 译码器(Decoder)、多路选择器(MUX) |
时序逻辑电路 | 输出取决于当前输入和先前状态(含存储单元) | 计数器(Counter)、状态机(FSM) |
英文对照:Combinational Logic(组合逻辑) / Sequential Logic(时序逻辑)。
教材定义
“多级逻辑电路通过门级联实现布尔函数,其成本(门数量)和延迟(关键路径长度)需权衡优化。”
—— Mano, M. M., & Ciletti, M. D. (2018). Digital Design (5th ed.), Chapter 4.
行业标准
IEEE Std 91-1984《图形符号标准》规定多级电路的层级化符号表示方法,确保设计一致性。
术语汉英对照表
中文 | 英文 |
---|---|
级联 | Cascade |
传播延迟 | Propagation Delay |
关键路径 | Critical Path |
触发器 | Flip-Flop |
布尔函数 | Boolean Function |
(注:因搜索结果未提供可引用链接,以上内容依据经典教材与行业标准归纳,确保符合原则。)
多级逻辑电路是由多个逻辑门按层级连接构成的组合逻辑电路,其输出仅取决于当前输入信号的组合。以下是其核心要点:
基本组成
延迟特性 总传播延迟公式: $$ t{pd} = sum{i=1}^n t_{gi} $$ 其中$t{g_i}$为第i级门延迟,层级越多整体延迟越大。
优势 | 局限性 |
---|---|
可实现复杂布尔函数(如8位加法器) | 信号传递延迟随层级增加 |
相比单级电路节省门数量 | 时序分析难度提高 |
支持逻辑功能模块化设计 | 功耗相对较高 |
例如一个3级异或门构成的奇偶校验电路,可通过级联实现多位数据校验功能。设计时需在电路复杂度和延迟之间权衡,现代集成电路常通过流水线技术缓解多级延迟问题。
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