逻辑电路与 HCL

逻辑门实现哪些布尔函数？

• 逻辑门: 数字电路的基本单元, 按布尔函数把若干输入位映射为输出位;
• 类型: 与门、或门、非门;

组合电路由什么组成？

• 组合电路: 若干逻辑门连接成的一个网;
• 特性: 输出只由当前输入决定, 不保存状态;
• 多路复用器: 根据控制信号从多路数据信号中选出一路;

HCL 布尔表达式怎样描述电路？

• HCL: 硬件控制语言, 用布尔表达式描述组合电路的行为;

bool Eq = (a && b) || (!a && !b);
(a && !a) && func(b, c)   // 恒为 0, 该电路永远输出 0

字级电路与 HCL 整数表达式是什么？

• 字级组合电路: 对整字而不是单个位进行运算的电路;

• HCL 整数表达式: 用选择表达式描述多路复用的取值规则;

word Out4 = [
    !s1 && !s0 : A; # 00
    !s1       : B; # 01
    !s0       : C; # 10
    1         : D; # 11
];

算术逻辑单元做什么？

• ALU: 执行算术运算与逻辑运算的组合电路;

组合电路和时序电路有什么区别？

• 组合电路: 无状态, 输出只依赖输入;
• 时序电路: 有状态, 状态由时钟控制更新;
• 时钟: 周期性信号, 控制 PC、条件码与内存的装载;

寄存器文件是什么？

• 寄存器文件: 存储机器级寄存器的存储电路;
• 端口: 多个读端口加一个写端口, 由时钟控制读写;
• 视角差异: 机器语言把寄存器当作可寻址的字, 硬件中它只是组合电路里的一部分存储;