用數字信號完成對數字量進行算術運算和邏輯運算的電路稱為數字電路，或數字系統(tǒng)。由于它具有邏輯運算和邏輯處理功能，所以又稱數字邏輯電路。現代的數字電路由半導體工藝制成的若干數字集成器件構造而成。邏輯門是數字邏輯電路的基本單元。存儲器是用來存儲二進制數據的數字電路。從整體上看，數字電路可以分為組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。
從前面的介紹，大家已經了解到數字電路是以二值數字邏輯為基礎的，其工作信號是離散的數字信號。電路中的電子晶體管工作于開關狀態(tài)，時而導通，時而截止。
數字電路的發(fā)展與模擬電路一樣經歷了由電子管、半導體分立器件到集成電路等幾個時代。但其發(fā)展比模擬電路發(fā)展的更快。從60年代開始，數字集成器件以雙極型工藝制成了小規(guī)模邏輯器件。隨后發(fā)展到中規(guī)模邏輯器件;70年代末，微處理器的出現，使數字集成電路的性能產生質的飛躍。
數字集成器件所用的材料以硅材料為主，在高速電路中，也使用化合物半導體材料，例如砷化鎵等。
邏輯門是數字電路中一種重要的邏輯單元電路 。TTL邏輯門電路問世較早，其工藝經過不斷改進，至今仍為主要的基本邏輯器件之一。隨著CMOS工藝的發(fā)展，TTL的主導地位受到了動搖，有被CMOS器件所取代的趨勢。
近幾年來，可編程邏輯器件PLD特別是現場可編程門陣列FPGA的飛速進步，使數字電子技術開創(chuàng)了新局面，不僅規(guī)模大，而且將硬件與軟件相結合，使器件的功能更加完善，使用更靈活。
數字電路或數字集成電路是由許多的邏輯門組成的復雜電路。與模擬電路相比，它主要進行數字信號的處理(即信號以0與1兩個狀態(tài)表示)，因此抗干擾能力較強。數字集成電路有各種門電路、觸發(fā)器以及由它們構成的各種組合邏輯電路和時序邏輯電路。一個數字系統(tǒng)一般由控制部件和運算部件組成，在時脈的驅動下，控制部件控制運算部件完成所要執(zhí)行的動作。通過模擬數字轉換器、數字模擬轉換器，數字電路可以和模擬電路互相連接。
1、 同時具有算術運算和邏輯運算功能
數字電路是以二進制邏輯代數為數學基礎，使用二進制數字信號，既能進行算術運算又能方便地進行邏輯運算(與、或、非、判斷、比較、處理等)，因此極其適合于運算、比較、存儲、傳輸、控制、決策等應用。
2、 實現簡單，系統(tǒng)可靠
以二進制作為基礎的數字邏輯電路，可靠性較強。電源電壓的小的波動對其沒有影響，溫度和工藝偏差對其工作的可靠性影響也比模擬電路小得多。
3、 集成度高，功能實現容易
集成度高，體積小，功耗低是數字電路突出的優(yōu)點之一。電路的設計、維修、維護靈活方便，隨著集成電路技術的高速發(fā)展，數字邏輯電路的集成度越來越高，集成電路塊的功能隨著小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路(MSI)、大規(guī)模集成電路(LSI)、超大規(guī)模集成電路(VLSI)的發(fā)展也從元件級、器件級、部件級、板卡級上升到系統(tǒng)級。電路的設計組成只需采用一些標準的集成電路塊單元連接而成。對于非標準的特殊電路還可以使用可編程序邏輯陣列電路，通過編程的方法實現任意的邏輯功能。
1.實現D觸發(fā)器邏輯
//基本D觸發(fā)器
module D_EF(Q,D,CLK)
input D,CLK;
output Q;
reg Q; //在always語句中被賦值的信號要聲明為reg類型 寄存器定義
always @ (posedge CLK)
begin Q <= D; end
endmodule
//帶異步清0、異步置1的D觸發(fā)器
module D_EF(q,qn,d,clk,set,reset)
input d,clk,set,reset;
output q,qn;
reg q,qn;//寄存器定義
always @ (posedge clk or negedge set or negedge reset)
begin
if(!reset) begin q<=0;qn<=1;end//異步清0，低有效
else if(!set) begin q<=1;qn<=1;end //異步置1，低有效
else begin q<=d;qn<=~d;end
end
endmodule
//帶同步清0、同步置1的D觸發(fā)器
module D_EF(q,qn,d,clk,set,reset)
input d,clk,set,reset;
output q,qn;
reg q,qn;
always @ (posedge clk)
begin
if(reset) begin q<=0;qn<=1;end//同步清0，高有效
else if(set) begin q<=1;qn<=1;end //同步置1，高有效
else begin q<=d;qn<=~d;end
end
endmodule
2.一個二選一mux 和一個inv實現異或
1^ 0 = 1
0 ^ 0 = 0
0 ^ 1 = 1
1 ^ 1 = 0
==》
b=0時輸出 y=a;
b = 1時 y=~a
3.邏輯代數基本運算
4.FPGA求三角函數，反三角函數
復雜運算——cordic算法
Cordic的方法核心就是偽旋轉，將旋轉角θ細化成若干個大小固定的角度θi，規(guī)定θi滿足tanθi = 2^-i，通過一系列的迭代旋轉，每次旋轉θi，i為迭代次數，規(guī)定∑θi的范圍即旋轉角度θ的范圍為[-99.7, 99.7]。如果θ的大于這個范圍則可通過三角運算操作轉化到該范圍的角度。
xn = 1/∏cosθi (x0cosθ – y0sinθ)
yn = 1/∏cosθi (y0cosθ – x0sinθ)
伸縮因子，KN = 1 / ∏cosθi，已知迭代次數，我們可以預先計算KN的值。
我們預先計算出KN的值，然后令x0 = ∏cosθi，y0 = 0，則上述公式可化簡為
xn = cosθ
yn = sinθ
即可實現正弦、余弦操作了。
5.FPGA實現FIFO控制器
https://download.csdn.net/download/u014485485/10681181
6.全加器
7.SRAM，SSRAM，DRAM，SDRAM
SRAM 利用寄存器來存儲信息，所以一旦掉電，資料就會全部丟失，只要供電，它的資料就會一直存在，不需要動態(tài)刷新，所以叫靜態(tài)隨機存儲器。
DRAM 利用MOS管的柵電容上的電荷來存儲信息，一個DRAM的存儲單元存儲的是0還是1取決于電容是否有電荷，有電荷代表1，無電荷代表0。但時間一長，由于柵極漏電，代表1的電容會放電，代表0的電容會吸收電荷，這樣會造成數據丟失，因此需要一個額外設電路進行內存刷新操作。刷新操作定期對電容進行檢查，若電量大于滿電量的1/2，則認為其代表1，并把電容充滿電;若電量小于 1/2，則認為其代表0，并把電容放電，藉此來保持數據的連續(xù)性。這也是DRAM中的D(Dynamic動態(tài))的意思。由于DRAM只使用一個MOS管來存信息，所以集成度可以很高，容量能夠做的很大。SDRAM比它多了一個與CPU時鐘同步。
SRAM(Static Dynamic Random Access Memory)，它是一種具有靜止存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。不像DRAM內存那樣需要刷新電路，每隔一段時間，固定要對DRAM刷新充電一次，否則內部的數據即會消失，因此SRAM具有較高的性能，但是SRAM也有它的缺點，即它的集成度較低，相同容量的DRAM內存可以設計為較小的體積，但是SRAM卻需要很大的體積，所以在主板上SRAM存儲器要占用一部分面積。
異步SRAM的訪問獨立于時鐘，數據輸入和輸出都由地址的變化控制。
SSRAM(Synchronous SRAM)即同步靜態(tài)隨機存取存儲器。同步是指Memory工作需要同步時鐘，內部的命令的發(fā)送與數據的傳輸都以它為基準;隨機是指數據不是線性依次存儲，而是由指定地址進行數據讀寫。
SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)同步動態(tài)隨機存取存儲器，同步是指Memory工作需要同步時鐘，內部的命令的發(fā)送與數據的傳輸都以它為基準;動態(tài)是指存儲陣列需要不斷的刷新來保證數據不丟失;隨機是指數據不是線性依次存儲，而是由指定地址進行數據讀寫。
DDR SDRAM(Double-Date-Rate SDRAM)也稱作DDR RAM，這種改進型的RAM和SDRAM是基本一樣的， 不同之處在于它可以在一個時鐘讀寫兩次數據，這樣就使得數據傳輸速度加倍了。這是目前電腦中用得最多的內存，在很多高端的顯卡上，也配備了高速DDR RAM來提高帶寬，這可以大幅度提高3D加速卡的像素渲染能力。
https://blog.csdn.net/acs713/article/details/8139404
8.D觸發(fā)器二分頻電路
9.有源濾波器和無源濾波器
濾波器有無源和有源之分,無源濾波器是利用電感、電容和電阻的組合設計構成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波。有源濾波器是利用可關斷電力電子器件，產生與負荷電流中諧波分量大小相等、相位相反電流來抵消諧波的濾波裝置。
無源可以看成額外吸收諧波的負載，被動的吸收諧波;有源可以看成電源，主動的生成反向諧波。
對于這個的理解可以從英文來理解。 (Passive power filter,PPF)，passive 可以理解為被動的消極的 專業(yè)翻譯就是無源的。(Active power filter，APF) active 可以理解為主動的，積極的，專業(yè)翻譯就是有源的。
10.傅里葉變換/拉普拉斯變換/Z變換
三種變換均是是將原先的時域信號變換到頻域進行表示，在頻域分析信號的特征。當信號變換到頻域后，就會出現很多時域中無法直接觀察到的現象。比如F域中的頻譜響應;L域中的系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷;Z域濾波器設計。
傅里葉變換粗略分來包括連續(xù)時間傅里葉變換(CTFT)、離散時間傅里葉變換(DTFT)。
CTFT是將連續(xù)時間信號變換到頻域，將頻率的含義擴充之后，就得到拉普拉斯變換。
DTFT是將離散時間信號變換到頻域，將頻率的含義擴充之后，就得到Z變換。
簡而言之：
傅里葉變換只能對能量有限的信號進行變換(也就是可以收斂的信號)，無法對能量無限的信號進行變換(無法收斂的信號)進行變換!
因此，拉氏變換由此誕生，他就是在傅里葉變換公式中乘以一個雙肩因子，使得能量無限的信號也能進行時頻變換!
Z變換就是離散化的拉氏變換!
電子設備從以模擬方式處理信息，轉到以數字方式處理信息的原因，主要在以下幾個方面：
穩(wěn)定性好：數字電路不像模擬電路那樣易受噪聲的干擾。
可靠性高：數字電路中只需分辨出信號的有與無，故電路的組件參數，可以允許有較大的變化(漂移)范圍。
可長期存儲：數字信息可以利用某種媒介，如磁帶、磁盤、光盤等進行長時期的存儲。
便于計算機處理：數字信號的輸出除了具有直觀、準確的優(yōu)點外，最主要的還是便于利用電子計算機來進行信息的處理。
便于高度集成化：由于數字電路中基本單元電路的結構比較簡單，而且又允許組件有較大的分散性，這就使我們不僅可把眾多的基本單元做在同一塊硅片上，同時又能達到大批量生產所需要的良率。
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