Alapvető logikai elemek - studopediya

A fizikai megvalósítása a logikai funkciók a szakterületen alkalmazott elektronikus áramkör (digitális eszköz) funkciója ennek megfelelő konverziós információt (azaz logikai műveleteket bináris változók). logikai kapukat végrehajtásához alkalmazott elemi logikai funkciókat.

A logikai elementomnazyvaetsya fizikai végző eszköz egyik műveletek logikai vagy egyszerű logikai függvény. Egy áramkör álló véges számú logikai elemek, úgynevezett logika.

Száma logikai kapu bemenetek megfelelő számú érveiket reprodukálni egy vagy több logikai funkciókat.

Ugyanolyan összetett Boole-függvény lehet beszerezni szuperpozíciójával egyszerűbb funkciók és kifinomult digitális készülék konstrukciója elemi áramkörök, különösen a logikai elemek.

Állítsa be a logikai elemek úgynevezett funkcionálisan teljes. Ha ezeket az elemeket megvalósított logikai függvények alkotják funkcionálisan teljes rendszer logikai funkciókat. Így funkcionálisan komplett készlet áll három logikai komponenseket - egy inverter. conjunctor és disjunctor. Feltételes grafikai jelölés és az igazság táblázat elemeinek ábrán mutatjuk be 5.9, 5.10 és 5.11.

Ábra 5.9 - ASB és egy asztal a frekvenciaváltó igazság

5.10 ábra - ASB és egy asztal disjunctor igazság

Ábra 5.11 - ASB és egy asztal conjunctor igazság

Értelmezése a VAGY kapu (disjunctor) szolgálhat ábrán látható vázlat 5.12. Valóban, az izzó fényét N lehetséges, ha a kapcsoló S1 zárva van. vagy S2 gombot. vagy mindkét kapcsoló zárva van (más szóval -, ha zárt, legalább egy kulcs S. Azaz, ha legalább egy variábilis Si egyenlő logikai 1).

Ábra 5.12 - illusztráció disjunctor művelet

Hasonlóképpen, a művelet az ÉS-kapu (conjunctor) lehet szemléltetni a rendszer ábrán bemutatott 5.13.

A ragyogás izzószálas lámpa H a diagramon ábrán 5.13 csak akkor lehetséges, amikor a kulcs zárva van, és kapcsoljuk az S1 és S2 (azaz csak akkor, ha mindkét változó egyenlő logikai 1 Si). Azaz, a áramkör működését leírható az igazság táblázat ábrán látható 5.11 számára conjunctor.

Ábra 5.13 - illusztráció conjunctor művelet

Mint korábban megjegyeztük, a funkcionális teljesség rendelkeznek logikai funkciók tagadása együtt (ÉS-NEM) és negáltja diszjunkció (NOR) végrehajtja felhasználásával a megfelelő logikai elemek Schaeffer (NAND) és Pierce (NOR), melyek mindegyike funkcionálisan teljes körű logikai funkciókat. Feltételes grafikai jelölés és az igazság táblázat elemeinek ábrán mutatjuk 5.14, és 5.15.

Ábra 5.15 - ASB és igazság táblázat az OR-NEM

Megmutatjuk, hogy Schaeffer elem funkcionális teljesség, azaz, hogy lehet használni, hogy végre logikai függvények ÉS, VAGY és NEM.

Az igazság táblázat (ábra 5.14), nyilvánvaló, hogy ha a feltétel x1 = x2 függvény y egyenlő az inverz értéke a logikai bemeneti változók. Ezért, kombinálásával az elem bemenet, az ábrán látható módon 5,16 megkapjuk inverter.

5.16 - alapuló inverter 2I-NEM elem

Ha ezt a funkciót alkalmazni az inverzió, majd alapján a tétel a kettős tagadás megkapjuk

Tól (5.5) azt látjuk, hogy a összefüggésben logikai változók hozzáadásával kapott után Schaeffer egy másik elem, például egy elem, amely végrehajtja a funkciót HE (ábra 5.17).

Ábra 5.17 - conjunctors elemei alapján 2I-NEM

Végül, kihasználva de Morgan szabályt, azt kapjuk,

Expression (5.6) egy olyan áramkör kapcsolási elemek Schaeffer végrehajtására diszjunkciót logikai változók (ábra 5.18).

Ábra 5.18 - disjunctors elemei alapján 2I-NEM

Analóg módon meg tudjuk mutatni, hogy a szúrás elem (NOR) is funkcionális teljességére.

A rendszer logikája elementovnazyvaetsya szánt építésére digitális eszközök funkcionálisan komplett logikai elemek kötik össze a közös elektromos, szerkezeti és technológiai paraméterek, ugyanazzal a módszerrel az információ és az azonos típusú inter-elem kötések. A rendszer elemei gyakran feleslegessé funkcionális szerkezet, amely lehetővé teszi, hogy építeni az áramkört, gazdaságosabb az elemek száma használni. A rendszer elemei olyan elemek végző logikai műveletek, memória elemekből hogy hajtsák végre a feladatokat a számítógép csomópontok, valamint elemek erősítése, a rehabilitáció és a jel generálására formanyomtatványt.

Az alkotó elemek a rendszer mikrominiatyurizovannye elektronikus integrált áramkörök (chip) kialakított egy szilícium kristály segítségével speciális folyamatokat.

A legtöbb jelenlegi rendszer (sorozat) áramköri elemek kis mértékű integráció (SI), az átlagos integráció mértéke (ICU) és egy nagyszabású integrációs (LSI). Logikai áramkörök IC formában elemek végrehajtási több logikai műveletek, mint az ÉS, VAGY, az ÉS, VAGY, NAND, NOR, ÉS-VAGY-NO elem és kiváltó. Logikai kapuk a chipek és LSI ASIC végre számítógépes csomópontokat.

A fő paraméterei a logikai rendszer elemeit a következők:

- szintjét tápfeszültséget;

- jelszinteket, hogy képviselje logikai 0 és 1;

- teherbírás (elágazási arány kimenet);

Szerint a fajta alapelemeit elektronikus kulcsok megosztott többféle integrált elemek, ahol a leggyakoribb a következők:

a) tranzisztor-tranzisztor logikával (TTL);

b) emitter-kapcsolt logika (ECL);

c) integrált injekciós logika (I 2 L);

g) fém-oxid félvezető p-típusú (p -MOP);

d) a szerkezet a fém-oxid-félvezető n-típusú (n -MOP);

e) komplementer MOS (CMOS);

w) dinamikus MOS szerkezet.

Logikai áramkörök, amiket gyártanak különböző szerkezeti és technológiai alapot, jelentősen különböznek azok jellemzőit, akkor is, ha ugyanezt a funkciót. Tegye az ilyen típusú áramköri technológia megvannak az előnyei és hátrányai. Tehát, ECL nagy sebességgel, bár néhány TTL megközelíteni az ezt a paramétert. Ahogy -MOP- p és n -MOP logikát széles körben használják a mikroprocesszorok és CMOS áramkört kihasználja, ha fontos, hogy csökkentse az energiafogyasztást.

Dinamikus MOS struktúra gyártásakor felhasznált különböző tárolóeszközök. Van egy egyszerű szervezet, amelyben a logikai állapota határozza meg a töltési kapacitás logikájából elem.

Alapvető paraméterek IC TTL, ECL és CMOS adjuk rendre táblázatokban 5.2, 5.3 és 5.4. Elemzése után a tartalmát az asztalra, arra lehet következtetni, hogy a legnagyobb sebesség jellemzi TTL IC-k. CMOS IC-k alacsonyabb sebesség, de vannak jobb terhelhetőség (azaz a kimenő egyik eleme lehet csatlakoztatni egy nagyobb számú bemenet más elemek). Az IC ECL legkisebb késleltetési impulzus jeleket.

5.2 táblázat - alapvető paraméterek TTL IC-k

Fogyasztás, mW

Késleltetési, ns