[斧正] 關於數位電子的一些問題

HuangJC

一開始先離題至莊子秋水篇 http://www.epochtimes.com/b5/1/9/12/c5703.htm 文中提到: 以道觀之，物無貴賤 ﹔ 以物觀之，自貴而相賤 ﹔ 以俗觀之，貴賤不在己。以差觀之，因其所大而大之，則萬物莫不大 ﹔ 因其所小而小之，則萬物莫不小很多題目就是這樣你一直針對它小的地方去談,去舉證,那它就小一直針對它大的地方去談,那它就大一切都是人為的解釋;其實題目未必成立咧通常我們還會扯一個'不只我認為,比如XXX也這麼認為' 那我們再來談統計或取樣偏差吧.. ------ 數位觀念中的 0 或 1 ,表面上可以無誤傳達而只要 0 或 1 的位數夠高,便是傳整張 CD 的音樂也不會失誤我可以說這個對,也可以說錯模仿秋水篇的語氣可以說:以其對而對之,則萬物莫不對;以其錯而錯之,則萬物莫不錯 XD 重點不是在吵架,也不要扯到人身攻擊而是去了解說對的人是在'對'哪一個部份;反之又錯哪一部份要不然不長篇大論哪講得完? 以下的段落,全有錯誤的地方;就看要不要挑骨頭數位其實是一種人為的認定,在自然界中並不存在在 5V 系統中,我們可以認定 2.5V 以上為 1,以下為0 但在 10V 系統中,5V 以上為1,以下為0 所以你根本不能給定我一個電壓就說它是 1 還是 0 限縮範圍只討論 5V 系統時,為了良好的雜訊免疫邊界我們可能說 3V以上為 1,2V以下為0;而 3~2V之間為不確定,不應該出現如果加個史密特觸發器,我可以讓這個不確定區間跟隨上一個值在實作上,至少有 TTL 及 CMOS 兩大晶片群,它們認定的電壓是不同的(同樣運作5V內時) 所以 TTL 的輸出腳直接接到 CMOS 的輸入腳會根本無法傳遞訊號 TTL 說 1,CMOS 可能聽到'不確定' http://forum.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=13205 所以數位一定可以無誤嗎?(除掉打雷閃電的雜訊外) 不..反過來說,不好好處理,數位一定會失誤所有的數位訊號能不能被傳遞,還是要回到類比領域來討論到這裏會發覺,和神經元及化學傳遞,也是有所同有所不同(不管我怎麼說都可以鞭 XD) 那我就不下結論了,大家自己去領會想用什麼字眼不過人類在設計電子世界時模仿很多自然界的東西所以尺寸有大小,精粗不同;但真的很像 TTL 不能直接接 CMOS,那怎麼辦? 中間要有準位調整線路,偏壓把 TTL 的 1 (2.2V以上),轉換成 CMOS 可以接受的 1 (70%*Vcc=3.5V) 這中間是類比工程師的工作,而數位邏輯的處理是數位工程師的工作在台灣,類比工程師薪水高很多再來,我們提到電路設計的一些問題邏輯概念中,我們知道一切邏輯運算可用 and,or,not 來代表如果我能做出這三種元件,那麼就可以實現數位邏輯在電子訊號中做出,就可以做邏輯電路在油壓中做出,可以做油壓邏輯在光學訊號中做出,可以做光學邏輯當然我可以用轉換元件全部轉到電子來做比如 C= A & B 這樣的邏輯,在光學邏輯裏是說 A,B 兩點都有光,則 C 射出光那我可以在 A,B 兩點都擺光敏元件,在 C 擺 LED 發光模組中間的邏輯全用電來做;不過我是說有基礎光學元件後,可以更直接不經光電轉換來做油壓邏輯以前我是學過的,真的不必用油壓及電子轉換全部用油壓就做出 and,or,not 但現在這還是主流嗎?一切都是成本的考量就好像汽車方向盤的傳動,一直都是直接機械傳動後來終於推出把方向盤角度轉成電訊號,直接數學處理,再把結果傳至前輪轉向的方式 (這種車一但電瓶沒電就轉不動方向盤,因為沒有直接機械連結) 問題都不在可不可以,而在划不划算油壓及光學可以轉至電訊處理(也許因為最划算) 那電怎麼辦?電就非得做出來不可了我們真的用三種元件來做嗎?可以說對,也可以說不對其實這三種元件都可以用 NAND(not and) 來組合 NAND: C= !(A&B) NOT: C= !(A&A) = !A 意指把兩腳輸入併接在一起 AND: C= !NAND(A,B) = A & B 先做出 NOT,再把 NOT 和 NAND 混合運用 OR: C= NAND(!A,!B) = A | B 先把 A,B 都取 NOT,再把結果放進 NAND 簡單畫個表列出所有組合就能證明,這就是 OR 邏輯因此,and,or,not 通通可以用 NAND 組合我只要設計出 NAND,就三種都能組合出來了在實務上是有這樣做的,硬體線路的設計可以像副程式一樣去兜而我的最基本元件是 NAND,這樣可以縮短設計的時間,但未必是最快的電路一些更特別的邏輯可以直接被設計出來比如N接點輸入的 AND,Multi AND Z = AND(A,B,C,D,E) 一個直接五點輸入的 AND 線路 ----方法 1 = A & ( B & ( C & ( D & E ) ) ) ----方法 2 如果我不想直接設計五端點輸入,就得用兩端點輸入做四次而如果處理一個 and 運算要一秒,這結果要四秒才出來 = ((A & B) & (C & D)) & E ----方法 3 設計方法不只一種,這種時間可以重疊,這個三秒就出來了但 Multi-AND 是說,我一秒就要同時處理完多端點 AND 運算呀 XD 以上在科班是基本概念而我的意思是: 1.我們不一定用最划算的邏輯在設計,有時只為了精簡基本元件全都用 NAND 就設計全部,這在實務上是存在的 2.如果你嫌這樣的'不划算'實在太誇張,那麼從頭打造一個基本元件是可以的試想像 1024 個端點輸入的 AND 邏輯,全串接在一起要 1023 秒(方法2) 但它也是 2 的十次方,可以用(方法 3) 10秒做出來更甚至你可以用方法 1,在 1秒內做出來 (至於怎麼做,我不必給線路吧..) 以上順便回了很久以前的問題電子世界真的不是用'最划算'在設計的或者說,著眼的最划算不一樣有人要求執行速度最快有人要求使用元件數最少有人要求基本元件種類最少,讓工程師腦袋可以最輕鬆當只用一種 NAND 基本元件時,我們可以把整個 IC 裏用陣列的方式,塞滿 NAND 然後我們只計較塞入幾個 NAND (一千個?一萬個?一億個?) 以及 NAND 間的線如何連接;這的確簡化了開發 IC 的腦力後來我們把這些線在出廠時全部連上然後 IC 的使用者(開發端工程師)再把不想要的線燒斷,留下想用的線這動作就是燒程式,且是只能燒一次的程式(燒斷的線連不回) 所以基本元件種類少,還是有點用處的;可以在程式不確認時就先出貨而基本元件種類多的話(比如訂做 Multi-AND) ,可以有較好的效率就連 and,or,not 都曾經不想做三個不同的基本元件,而只用 NAND 組出來那麼有什麼浪費是不可以的? 覺得可以就去做,沒人買就被市場淘汰如此而已 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 61.59.179.152