Katlı Giriş Geçitleri

Transkript

1 Katlı Giriş Geçitleri Eviriciler ve tamponlar tek-girişli geçit devresi için olasılıkları çıkartır. Tamponlamak yada evirmekten başka tek mantık sinyali ile daha fazla ne yapılabilir? Daha fazla mantık geçit olasılığı keşfetmek için devreye(devrelere) daha fazla giriş terminali eklemeliyiz. Mantık geçidine daha fazla giriş terminali eklemek giriş durum olasılıklarının sayısını artırır. Evirici yada buffer gibi tek-girişli geçit ile sadece iki olası giriş durumu vardır: giriş ya "yüksek" (1) yada "düşük" (0) dır. Bölümde daha önce bahsedildiği gibi iki giriş geçidi dört olasılığa sahiptir (00, 01, 10 ve 11). Üç-girişli geçidin giriş durumları için sekiz olasılığı vardır (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 ve 111). Olası giriş durumlarının sayısı giriş sayısının ikinin kuvvetine eşittir: Muhtemel giriş durumlarının sayısındaki artış açıkça daha kompleks geçit davranışına izin verir. Şimdi, tek "yüksek" yada "düşük" mantık seviyesini sadece evirmek yada yükseltmek(buffer) yerine, geçidin çıkışı giriş terminallerinde var olan her türlü 1 ler ve 0 ların kombinasyonu ile tanımlanacaktır. Birkaç giriş terminali ile pek çok kombinasyonlar mümkün olmasına rağmen, sadece evirme yada tamponlama yapabilen tek-girişli geçitlerin aksine çok-girişli geçitlerin birçok farklı türü vardır. Her bir temel geçit türü bu bölümde standart sembolü, doğruluk tablosu ve pratik çalışması gösterilerek verilecektir. Bu farklı geçitlerin gerçek TTL devresi sonraki bölümlerde incelenecektir. AND geçidi Çok-girişli geçitlerin en kolay anlaşılanı AND (ve) geçididir, böyledir çünkü bu geçidin çıkışı sadece ve sadece tüm girişleri (ilk giriş ve ikinci giriş ve...) "yüksek" (1) ise "yüksek" (1) olacaktır. Eğer herhangi bir giriş (girişler) "düşük" (0) ise çıkışın da "düşük" durumda olacağı garantidir. Üç girişten fazla yapılmış AND geçitlerinde şüpheye düşebilirsiniz fakat bu basit iki-girişli türden daha az görünür. İki-girişli AND geçitlerinin doğruluk tablosu şuna benzer:

2 Doğruluk tablosunun pratik uygulamada ne anlama geldiği, giriş mantık seviyelerinin tüm olasılıklarına bağlı 2-girişli AND geçidi ile aşağıda sıra ile örnekler halinde gösterilmiştir. LED (Light- Emitting Diode {Işık-yayan diyot}) çıkış mantık seviyesinin görsel anlatımını sağlar:

3 AND geçidinin çıkışını "yüksek" yapmak, sadece tüm girişlerin "yüksek" mantık seviyesine çıkartılması ile olur, bu nedenle dört giriş kombinasyon durumundan sadece biri LED e enerji verir. NAND geçidi AND geçidi düşüncesinin varyasyonu NAND geçidi olarak adlandırılır. "NAND" kelimesi NOT ve AND kelimelerinin kısaltılmasından elde edilir. Aslında NAND geçidi, çıkış terminaline bağlanmış NOT (evirici) geçidi ile birlikte AND geçidine benzer davranır. Bu çıkış sinyal evirmesini sembolize etmek için NAND geçit sembolü çıkış çizgisinde balona sahiptir. NAND geçidinin doğruluk tablosu beklendiği gibi AND geçidinin tam zıddıdır:

4 AND geçitlerinde olduğu gibi NAND geçitleri ikiden fazla giriş ile yapılır. Bu durumda, benzer genel ilke uygulanır: sadece ve sadece tüm girişler "yüksek" (") olduğunda çıkış "düşük" (0) olacaktır. Eğer herhangi bir giriş "düşük" (0) olursa çıkış "yüksek" (1) e gidecektir. OR geçidi İnceleyeceğimiz sonraki geçit OR (yada) geçididir, böyle adlandırılır çünkü bu geçidin çıkışı eğer girişlerden (birinci giriş yada ikinci giriş yada...) herhangi biri "yüksek" (1) ise "yüksek" (1) olacaktır. OR geçidinin çıkışı, sadece ve sadece tüm girişler "düşük" (0) olduğunda "düşük" (0) a gider. İki-girişli OR geçidinin doğruluk tablosu şu şekildedir:

5 Aşağıdaki örnekleme sırası, 2-girişli OR geçidi fonksiyonunun tüm olası mantık seviyelerini deneyerek göstermektedir. LED (Light-Emitting Diode {Işık-yayan diyot}) geçit çıkış mantık seviyesinin görsel anlatımını sağlar:

6 Girişi "yüksek" mantık seviyesine yükseltecek herhangi bir koşul OR geçidinin çıkışını "yüksek" yapar, böylece dört giriş kombinasyon durumu üç çıkış için LED e enerji verir. NOR geçidi Tahmin ettiğiniz üzere, NAND geçidinin evirilmiş çıkışlı AND geçidi olduğu gibi, NOR geçidi de çıkışı evirilmiş OR geçididir.

7 Şu ana kadar görülen tüm diğer çok-girişli geçitler gibi NOR geçitleri, iki girişten daha çok giriş ile üretilebilir. Bununla beraber, benzer mantıksal ilke uygulanır: Eğer herhangi bir giriş "yüksek" (1) yapılmış ise çıkış "düşük" (0) a gider. Çıkış sadece tüm girişler "düşük" (0) ise "yüksek" (1) olur. Negatif-AND geçidi Negatif-AN geçit fonksiyonları, tüm girişleri evirilmiş (NOT geçitleri aracılığı ile bağlanmış) AND geçidi ile aynıdır. Standart geçit sembolü geleneksel biçimde kalarak, evirilmiş girişler balonlarla gösterilmiştir. Çoğu insanın ilk içgüdüsünün aksine, Negatif-AND geçidinin mantıksal davranışı NAND geçidi ile benzer değildir. Doğruluk tablosu aslında NOR geçidinin aynıdır:

8 Negatif-OR geçidi Takip eden benzer düzende, Negatif-OR geçit fonksiyonları, girişleri evirilmiş OR geçidinin aynısıdır. Standart geçit sembolü geleneksel biçimde kalarak, evirilmiş girişler balonlarla gösterilmiştir. Negatif-OR geçidinin davranışı ve doğruluk tablosu NAND geçidinin aynısıdır:

9 Dışlayıcı-OR geçidi Son altı geçit türü üç temel fonksiyonun kurallara uygun varyasyonlarıdır: AND, OR ve NOT. Fakat dışlayıcı-or geçidi tamamen farklıdır. Dışlayıcı-OR geçitleri, girişleri 0 ve 1 yada 1 ve 0 gibi farklı mantık seviyeleri ise, "yüksek" mantık seviyesi çıkartır. Aksine, girişler benzer mantık seviyeleri ise çıkış "düşük" (0) mantık seviyesidir. Dışlayıcı-OR (bazen XOR olarak adlandırılır) geçidi benzersiz bir sembol ve doğruluk tablosu şablonuna sahiptir:

10 NAND, NOR ve Negatif-girişli geçitlerde olduğu gibi, Dışlayıcı-OR geçidi için AND, OR ve NOT geçitlerinden yapılmış eşit devreler vardır. Dışlayıcı-OR geçidini göstermek için doğru bir yaklaşım alışılmış bir OR geçidi ile başlamaktır, ardından tüm girişler "yüksek" (1) olduğunda, çıkışın "yüksek" (1) olmasını engellemek için ek geçitler eklemektir: Bu devrede son AND geçidi, ilk üç giriş durum kombinasyonu (00, 01 ve 10) için her ne zaman NAND geçidinin çıkışı yüksek olduğunda OR geçidinin çıkışı için buffer gibi davranır. Bununla birlikte, girişler "yüksek" (1) olduğunda NAND geçidi, son AND geçidini "düşük" (0) çıkış üretmeye zorlayan "düşük" (0) mantık seviyesi çıkartır. Dışlayıcı-OR geçidi için diğer benzer devre eviricili iki AND geçidi stratejisini kullanır, 01 ve 10 giriş koşullarından "yüksek" (1) çıkışı üretmeyi sağlar. En son OR geçidi, AND geçidi "yüksek" çıkışlarının her birinin en son "yüksek" çıkış meydana getirmesine izin verir:

11 Dışlayıcı-OR geçitleri, iki yada daha fazla ikili sayıların bit bit karşılaştırılması ve aynı zamanda hata algılama (parite kontrolü) ve kod dönüştürme (ikili den Grey e ve saire) gereken devreler için çok kullanışlıdır. Dışlayıcı-NOR geçidi

12 Son olarak, analiz için son geçidimiz Dışlayıcı-NOR geçididir, başka bir değişle XNOR geçidir. Evirilmiş çıkış ile Dışlayıcı-OR geçidine eşittir. Bu geçit için doğruluk tablosu Dışlayıcı-OR geçidinin tam olarak zıddıdır: Doğruluk tablosunda belirtildiği gibi, Dışlayıcı-NOR geçidinin amacı her ne zaman girişler benzer mantık seviyesinde (00 yada 11) olduğunda, "yüksek" (1) mantık seviyesi çıkarmaktır. ÖZET: AND geçidi için kural: Sadece birinci ve ikinci giriş "yüksek" olduğunda çıkış "yüksek" dir. OR geçidi için kural: A yada B girişi "yüksek" olduğunda çıkış "yüksek" dir. NAND geçidi için kural: Birinci ve ikinci giriş "yüksek" olduğunda çıkış "yüksek" değildir. NOR geçidi için kural: Birici yada ikinci giriş "yüksek" olduğunda çıkış "yüksek" değildir. Negatif-AND geçidi NOR geçidi gibi davranır. Negatif-OR geçidi NAND geçidi gibi davranır. Dışlayıcı-OR geçidi için kural: Giriş mantık seviyeleri farklı olduğunda çıkış "yüksek" dir. Dışlayıcı-NOR geçidi için kural: Giriş mantık seviyeleri benzer olduğunda çıkış "yüksek" dir.