stringtranslate.com

NAND-вентиль

В цифровой электронике вентиль И-НЕ ( НЕ-И ) — это логический вентиль , который выдает выходной сигнал, который является ложным, только если все его входные сигналы являются истинными; таким образом, его выходной сигнал является дополнением к выходному сигналу вентиля И. НИЗКИЙ (0) выходной сигнал получается только в том случае, если все входные сигналы вентиля являются ВЫСОКИМ (1); если какой-либо входной сигнал является НИЗКИМ (0), получается ВЫСОКИЙ (1) выходной сигнал. Вентиль И-НЕ выполнен с использованием транзисторов и диодов. По законам Де Моргана , логика двухвходового вентиля И-НЕ может быть выражена как , что делает вентиль И-НЕ эквивалентным инверторам , за которыми следует вентиль ИЛИ .

NAND-вентиль важен, поскольку любая булева функция может быть реализована с помощью комбинации NAND-вентилей. Это свойство называется « функциональной полнотой ». Он разделяет это свойство с NOR-вентилем . Цифровые системы, использующие определенные логические схемы, используют функциональную полноту NAND.

Вентили NAND с двумя или более входами доступны в виде интегральных схем в транзисторно-транзисторной логике , КМОП и других семействах логических схем .

Символы

Для вентилей NAND существует три символа: символ MIL/ ANSI , символ IEC и устаревший символ DIN , который иногда встречается на старых схемах. Символ ANSI для вентиля NAND — это стандартный вентиль AND с присоединенным инверсионным пузырьком.

Логика

Функция НЕ-И( a 1 , a 2 , ..., a n ) логически эквивалентна НЕ ( a 1 AND a 2 AND ... AND a n ).

Одним из способов выражения A NAND B является , где символ обозначает И, а черта обозначает отрицание выражения под ним: по сути, просто .

Аппаратная конструкция и распиновка

Схема вентилей NAND в интегральной схеме КМОП типа 4011

Вентили NAND являются базовыми логическими вентилями и поэтому используются в микросхемах ТТЛ и КМОП .

Стандартная КМОП - ИС серии 4000 — это 4011, которая включает четыре независимых двухвходовых вентиля NAND. Эти устройства доступны у многих производителей полупроводников. Они обычно доступны в форматах DIL и SOIC со сквозным отверстием . Технические описания легко доступны в большинстве баз данных технических описаний .

Доступны стандартные двух-, трех-, четырех- и восьмивходовые вентили NAND:

Функциональная полнота

построение вентиля NAND из вентилей NOR

Вентиль NAND обладает свойством функциональной полноты , которое он разделяет с вентилем NOR . То есть любая другая логическая функция (AND, OR и т. д.) может быть реализована с использованием только вентилей NAND. [1] Весь процессор может быть создан с использованием только вентилей NAND. В микросхемах TTL, использующих многоэмиттерные транзисторы , также требуется меньше транзисторов, чем вентиль NOR.

Поскольку вентили NOR также являются функционально завершенными, если нет определенных вентилей NAND, их можно создать из вентилей NOR с использованием логики NOR . [1]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Mano, M. Morris и Charles R. Kime. Основы логики и проектирования компьютеров, третье издание. Prentice Hall, 2004. стр. 73.

Внешние ссылки