Основни логически елементи - studopediya

За физическото изпълнение на логически функции, използвани в изкуството електронна схема (цифрово устройство), който изпълнява функцията съответстваща на тази информация превръщане (т.е., логически операции на двоични променливи). логическите схеми, използвани за изпълнение на елементарни логически функции.

Логическата elementomnazyvaetsya физическо устройство за извършване на някоя от операциите на Булева или проста логика функция. А верига, съставена от краен брой логически елементи, наречена логика.

Броят на порта входа логически, съответстващи на броя на аргументите те възпроизвеждат една или повече булеви функции.

Точно както комплекс Булева функция може да бъде получена чрез наслагване на по-прости функции и сложни цифрови устройства е конструирана от елементарни схеми, по-специално на елементите на логиката.

Разположен на логически елементи, наречени функционално пълна. ако тези елементи, изпълнявани логически функции образуват функционално пълни функции система логически. Така функционално пълен комплект се състои от три логически елементи - инвертор. conjunctor и disjunctor. Условно графична нотация и истина таблица на елементите, показани съответно на Фигури 5.9, 5.10 и 5.11.

Фигура 5.9 - ASB, както и таблица на инвертор истината на

Фигура 5.10 - ASB и маса disjunctor истина една

Фигура 5.11 - ASB и маса conjunctor истина една

Тълкуване на порта или (disjunctor) може да служи схема, показана на фигура 5.12. Наистина, сиянието с нажежаема жичка от N възможно, ако S1 на ключа е затворен. или S2 ключ. или и двете ключове са затворени (с други думи - ако е затворен поне един ключов S. Това означава, че ако най-малко една променлива Si е равна на логиката 1).

Фигура 5.12 - операция Илюстрация disjunctor

По същия начин, действието на И порта (conjunctor) може да се илюстрира със схемата показана на Фигура 5.13.

лампа часа светлина нишка на диаграмата на фигура 5.13 е възможно само, когато ключът е затворен и превключвате S1 и S2 (т.е. само ако двете променливи са равни логика 1 Si). Това означава, че работата на веригата може да се опише от таблицата на истината е показано на фигура 5.11 за conjunctor.

Фигура 5.13 - операция Илюстрация conjunctor

Както е отбелязано по-рано, функционална пълнота притежават логически функции отрицание връзка (И-НЕ) и отрицание дизюнкция (NOR) за прилагане, използвайки подходящи логически елементи Schaeffer (NAND) и Pierce (NOR), всеки от които представлява функционално пълен набор от логически функции. Условно графична нотация и истина таблица на елементите, показани съответно на Фигури 5.14 и 5.15.

Фигура 5.15 - ASB и истина маса на ИЛИ-НЕ

Ние показваме, че Шефър елемент е с функционално пълнота, а именно, че тя може да се използва за изпълнение на логически функции AND, OR и NOT.

От таблицата на истината (фигура 5.14) е очевидно, че когато състояние Х1 = Х2 функция у е равно на стойността на обратен на логическите входни променливи. Ето защо, чрез комбиниране на входовете на елементите, както е показано на фигура 5.16 ние получаваме инвертор.

5.16 - въз основа на инвертор 2И-НЕ елемент

Ако функцията за прилагане на инверсия, а след това на базата на теоремата на двойното отрицание получаваме

От (5.5) се вижда, че съчетаването на логически променливи могат да бъдат получени чрез добавяне след Schaeffer друг елемент като елемент, който изпълнява функцията HE (фигура 5.17).

Фигура 5.17 - conjunctors въз основа на елементи от 2и-НЕ

И накрая, като се възползва от правилото де Морган, ние получаваме

Експресия (5.6) описва схема за превключване елементи Schaeffer за прилагане дизюнкция логически променливи (фигура 5.18).

Фигура 5.18 - disjunctors на базата на елементи на 2I-НЕ

Аналогично можем да покажем, че елементът за пробиване (NOR) има функционална пълнота.

Система логика elementovnazyvaetsya предназначени за изграждане на цифрови устройства функционално пълен набор от логически елементи, свързани помежду си с общи електрически, структурни и технологични параметри, като се използва един и същ метод на информация и от същия тип на интер-елементни връзки. Системни елементи често съкратените в своята функционална структура, която ви позволява да се изгради верига, по-икономичен в броя на елементите, използвани. Системни елементи включват елементи за извършване на логически операции, запаметяващи елементи, елементите, които изпълняват функциите на компютърни възли, както и елементи за укрепване, възстановяване и сигнал генериране на стандартна форма.

Елементите, които правят системата са mikrominiatyurizovannye електронни интегрални схеми (чипове), формирани в силициев кристал с помощта на специални процеси.

В повечето сегашните системи (серия) елементи на схемата са малки степен на интеграция (SI), средната степен на интеграция (ИО) и интеграция в голям мащаб (LSI). Логически схеми в IC форма елементи изпълнение множество логически операции като AND, OR, AND, OR, NAND, нито И-ИЛИ-НЕ елемент и задейства. Порти логика за чипс и LSI ASIC прилагат компютърните възли.

Основните параметри на логическите елементи на системата са:

- нива на захранващи напрежения;

- нива на сигнала да представляват логика 0 и 1;

- товароносимост (разклоняване съотношение на продукцията);

Според вида на основните елементи на електронни ключове, споделяни от няколко вида интегрирани елементи, където най-често са следните:

а) транзистор-транзисторна логика (TTL);

б) емитер-свързан логика (ECL);

в) интегриран инжектиране логика (I 2 L);

ж) метален оксид полупроводникови р-тип (р -MOP);

г) структурата на метал-оксид-полупроводник п-тип (п -MOP);

д) допълнителни MOS (CMOS);

w) динамичен MOS структура.

Логически схеми, които са произведени в различни структурни и технологична база, се различават значително по своите характеристики, дори и да изпълни същата функция. Направете някое от тези типове верига технология има своите предимства и недостатъци. Така че, ECL има висока скорост, въпреки че някои TTL подходим в този параметър. Както -MOP- р и п -MOP логика се използва широко в микропроцесори и CMOS схема се възползва от това, ако е важно да се намали консумацията на енергия.

Динамично MOS структура използван за конструиране на различни устройства за съхранение. Те имат една проста организация, в която логическото състояние се определя от капацитета на зареждане на присъщо на логиката елемент.

Основни параметри IC TTL, ECL и CMOS са дадени съответно в таблици 5.2, 5.3 и 5.4. След анализ на съдържанието на таблицата, може да се заключи, че най-голяма скорост характеризира TTL интегрални схеми. CMOS интегрални схеми имат по-ниска скорост, но те имат по-добра товароносимост (т.е., към изхода на един елемент може да се свърже по-голям брой входове на други елементи). IC ECL малката размножаване забавяне на импулсни сигнали.

Таблица 5.2 - основни параметри TTL интегрални схеми

Консумирана мощност, MW

закъснението на разпространението, НЧ