数字芯片

数字集成电路，也就是我们常说的数字芯片，是一种将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。数字集成电路是基于数字逻辑（布尔代数）设计和运行的，用于处理数字信号。

1、根据数字集成电路中包含的门电路或元器件数量，可将数字芯片分为小规模集成（SSI）电路、中规模集成MSI电路、大规模集成（LSI）电路、超大规模集成VLSI电路和特大规模集成（ULSI）电路。

小规模集成电路包含的门电路在10个以内，或元器件数不超过10个；中规模集成电路包含的门电路在10～100个之间，或元器件数在100～1000个之间；大规模集成电路包含的门电路在100个以上，或元器件数在1，000～10, 000个之间；超大规模集成电路包含的门电路在1万个以上，或元器件数在100，000～1，000，000之间；特大规模集成电路的门电路在10万个以上，或元器件数在1，000，000～10，000，000之间。随着微电子工艺的进步，集成电路的规模越来越大，简单地以集成元件数目来划分类型已经没有多大的意义了，目前暂时以“巨大规模集成电路”来统称集成规模超过1亿个元器件的集成电路。

2、根据逻辑电路的不同特点，数字电路可以分为：时序逻辑和组合逻辑。

时序逻辑

时序逻辑是Verilog HDL 设计中另一类重要应用，其特点为任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关。电路里面有存储元件（各类触发器，在FPGA 芯片结构中只有D 触发器）用于记忆信息，从电路行为上讲，不管输入如何变化，仅当时钟的沿（上升沿或下降沿）到达时，才有可能使输出发生变化。

与组合逻辑不同的是：

（1）时序逻辑中推荐使用非阻塞赋值“ =”。

（2）在描述时序电路的always块中的reg型信号都会被综合成寄存器，这是和组合逻辑电路所不同的。

（3）时序逻辑的敏感信号列表只需要加入所用的时钟触发沿即可，其余所有的输入和条件判断信号都不用加入，这是因为时序逻辑是通过时钟信号的跳变沿来控制的。

组合逻辑

组合逻辑的特点是任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入，与电路原本的状态无关，逻辑中不牵涉跳变沿信号的处理，组合逻辑的verilog描述方式有两种：

（1）：assign描述的赋值语句。

信号只能被定义为wire型。

（2）：always @（电平敏感信号列表）

always模块的敏感列表为所有判断条件信号和输入信号，但一定要注意敏感列表的完整性。在always 模块中可以使用if、case 和for 等各种RTL 关键字结构。由于赋值语句有阻塞赋值和非阻塞赋值两类，建议读者使用阻塞赋值语句“=”。always 模块中的信号必须定义为reg 型，不过最终的实现结果中并没有寄存器。这是由于在组合逻辑电路描述中，将信号定义为reg型，只是为了满足语法要求。

3、数字集成电路产品的种类很多，若按电路结构来分，可分成TTL和MOS 两大系列。

CMOS 数字集成电路与TTL 数字集成电路相比，有许多优点，如工作电源电压范围宽，静态功耗低，抗干扰能力强，输入阻抗高，成本低，等等。因而， CMOS 数字集成电路得到了广泛的应用。

TTL 数字集成电路是利用电子和空穴两种载流子导电的，所以又叫做双极性电路。MOS 数字集成电路是只用一种载流子导电的电路，其中用电子导电的称为NMOS 电路;用空穴导电的称为PMOS 电路:如果是用NMOS 及PMOS 复合起来组成的电路，则称为CMOS 电路。

数字集成电路品种繁多，包括各种门电路、触发器、计数器、编译码器、存储器等数百种器件。数字集成电路产品的系列见下表 。

国家标准型号的规定，是完全参照世界上通行的型号制定的。国家标准型号中的第一个字母 C 代表中国;第二个字母 T 代表TTL ， C 代表CMOS。CT 就是中国的TTL数字集成电路， CC 就是中国的CMOS 数字集成电路。其后的部分与国际通用型号完全一致。

数字电路由组合逻辑+寄存器（触发器）组成。

组合逻辑就是由基本门组成的函数，其输出只会跟当前的输入有关，组合逻辑只完成逻辑运算；而时序电路除了包含基本门之外，还包含存储元件用例保存过去的信息，时序电路的稳态输出不仅取决于当前的输入，还与过去的输入所形成状态有关。第二个图就是时序电路，在完成逻辑运算的同时，还可以把处理结果暂存起来，用以下一次的运算。

数字芯片基本都是由N多个相同的单元电路由一个控制电路或多个控制电路等单元构成。基本上一样的单元的重复。而模拟芯片电路是各个不同的单元构成。（二者相比而言）重复的单元电路很少。

数字芯片和模拟芯片,二者在基础单元上也有些区别的，基本上数字芯片是CMOS结构，模拟芯片是N个（一个或多个）PN结构组成。二种结构的静态电流相差很远，CMOS结构静态电流比PN结构的要少很多。但PN结构比CMOS结构的动态范围要大很多的。 

内部电路的构成决定了功能。数字芯片只能处理数字信号。同样模拟芯片也只能处理模拟信号。二者是不能互换使用的。当然，现在的很多模拟芯片中，是有数字电路的，一般是在输入输出的电路上是模拟信号的数字化处理。换成数字信号后，由内部的数字电路处理。最后再换成模拟信号输出。 

所以，综上所说，从功能来区分要来的准确。

数字集成电路设计流程大概有下面这些步骤：系统总体规划、模块设计、顶层模块集成、顶层功能模块验证、逻辑综合、形式验证、静态时序分析、可测性设计插入、芯片版图物理规划、功耗分析、单元布局与优化、时钟树综合、布线、信号完整性分析、寄生参数提取、后仿真、工程更改命令、物理验证。