Co to jest brama logiczna?

Bramki logiczne są kluczowymi elementami składowymi obwodu cyfrowego. Zasadniczo bramka logiczna pomaga zdefiniować logiczną sekwencję działań, które mają miejsce w danych okolicznościach. Typowa bramka logiczna zapewni jedno wyjście i dwa wejścia jako część sekwencji logicznej. Ponadto obwody cyfrowe będą działać przy różnych poziomach napięcia, wykorzystując co najmniej jeden z dwóch warunków binarnych w dowolnym wykonaniu sekwencji.

Począwszy od roku 2008 istnieje siedem różnych konfiguracji bramki logicznej. Każdy z nich jest zaprojektowany do obsługi różnych kombinacji i sekwencji logicznej odpowiedzi, które pomagają obwodowi cyfrowemu funkcjonować z optymalną wydajnością. Ponieważ polecenie logiczne będzie się różnić w zależności od okoliczności, obwód cyfrowy często stosuje kilka, jeśli nie wszystkie z tych siedmiu konfiguracji.

Bramka AND jest wykorzystywana, gdy stwierdza się, że dwa wejścia i wyjścia są podobne. Na przykład, jeśli oba dane wejściowe zostaną ocenione jako dodatnie, a dane wyjściowe również zostaną określone jako dodatnie, protokół AND będzie obecny. Natomiast bramka logiczna OR wskazuje, że istnieje różnica między wejściami i wyjściami, która jest co najmniej inna i najprawdopodobniej diametralnie przeciwstawna.

Bramka wyłączna-OR jest bramką logiczną, która zasadniczo działa w taki sam sposób, jak działa albo / lub porównanie w językoznawstwie. W przypadku tego rodzaju wzorca logicznego wyjście może być dodatnie, podczas gdy jedno, ale nie oba wejścia, również są dodatnie. W przeciwieństwie do bramki AND wszystkie trzy elementy nie muszą być identyczne z bramką z wyłącznym OR, ale co najmniej jedno wejście musi zgadzać się z wyjściem.

Bramka NOT zasadniczo odwraca sekwencję logiczną i charakteryzuje się użyciem pojedynczego wejścia zamiast dwóch. Bramka NAND łączy elementy zarówno bramki AND, jak i NOT w funkcjonalność, która wymaga dwupoziomowej odpowiedzi, która naśladuje AND, a następnie następuje z logiczną sekwencją NOT.

Bramka logiczna NOR łączy procesy związane z bramką OR i bramką NOT. Ponownie działając w obrębie zakazanej sekwencji, wyjście musi być inne niż dwa wejścia. Dwa wejścia będą z konieczności musiały być takie same.

Siódmym typem bramki logicznej jest brama XNOR. To podejście łączy wyłączną bramkę OR z bramką NOR, aby uzyskać logiczną sekwencję, która ocenia wynik jako dodatni, jeśli dane wejściowe są takie same, ale ujemny, jeśli dane wejściowe się różnią.

Wszystkie te przykłady funkcji bramki logicznej wchodzą w grę przy wykonywaniu różnego rodzaju operacji. Chociaż te siedem przykładów jest ogólnie zdefiniowanymi profilami dla danej bramki logicznej, ogólnie uznaje się, że inne sekwencje logiczne złożone z innych kombinacji różnych aspektów bram mogą i mają miejsce. W miarę postępu technologii forma i funkcja koncepcji logicznej bramy będzie się rozszerzać, umożliwiając wykonywanie szerszego zakresu zadań.