Što je Half Subtractor: rad i njegove primjene, K-MAP, krug koji koristi NAND vrata

Za obradu informacija poput svjetlosti ili zvuka od jedne točke do druge možemo koristiti analogne sklopove dajući odgovarajuće ulaze u obliku analognih signala. U tom procesu postoje šanse da se ulazni analogni signali pokupe i to može dovesti do gubitka izlaznog signala, što znači da sve što ulaz koji obrađujemo na ulaznoj razini nije jednak izlaznom stupnju. Za prevladavanje ovih digitalnih sklopova implementirani su. Digitalni sklop može biti dizajniran s logičkim vratima. Logička vrata su elektronički sklop koji izvodi logičke operacije na temelju svojih ulaza i daje izlazu samo jedan bit, bilo niski (logički 0=nulti napon) ili visoki (logički 1=visoki napon). Kombinacijski sklopovi mogu se projektirati s više logičkih vrata. Ovi sklopovi su brzi i vremenski neovisni, bez povratnih informacija između ulaza i izlaza. Kombinacijski sklopovi korisni su za aritmetičke i Booleove operacije. Najbolji primjeri kombinacijskih sklopova uključuju polu-sabirač, puni zbrajač, pola oduzimač, puni oduzimač, multipleksore, demultipleksere, koder i dekoder. Što je polu-oduzimanje? Polu-oduzimanje kao što je gore rečeno je kombinacijski sklop i kako mu ime kaže koristi se za oduzimanje dva bita od ulaza. Ovdje je izlaz oduzimača isključivo ovisan o sadašnjim ulazima i ne ovisi o prethodnim fazama. Izlazi poluodvajača su razlika i barrow. Slično je artimetičkom oduzimanju gdje ako je oduzimanje veći od minusa, mi bismo išli na posudbu B =1 ili bi u suprotnom posudba ostala nula B=0. Da bismo to bolje razumjeli, uđimo u dolje prikazanu tablicu istine. polu-oduzimač-blok-dijagramTablica istineTablica istine polu-oduzimača prikazuje izlazne vrijednosti prema ulazima koji se primjenjuju na ulaznim fazama. Tablica istine podijeljena je na dva dijela. Lijevi dio je označen kao ulazni stupanj, a desni dio označen kao izlazni stupanj. U digitalnim sklopovima, ulaz 0 i ulaz 1 označavaju logički niski i logički visoki. Prema konfiguraciji, logički niski znači nulti napon, logički visoki znači visoki napon (kao 5V, 7V, 12V itd.). Ulazi Izlazi Ulaz – AInput – BDifference -DBarrow – B 000010 1001111100Objašnjenje tablice istineKada su ulazi A i B nula, izlazi poluoduzimača D i B također su nula. Kada je ulaz A visok, a B nula razlika je i visoka, tj. 1 Barrow je nulaKada je ulaz A nula, a ulaz B visok, tada su izlazi D i B visoki s odgovarajućim. Kada su oba ulaza visoka, oba izlaza poluoduzimanjem su nula. Iz gornje tablice istinitosti možemo pronađite jednadžbu za razliku (D) i Barrow (B). Jednadžbe za razliku-D: razlika je velika kada su ulazi A=1, B=0 i A=0, B=1. Iz ove tvrdnje D = AB'+A'B = A⊕B. Prema D jednadžbi označava Ex-ili gate.D = A⊕BJednadžbe za Barrow-B: Barro je visok samo kada je ulaz A nizak, a B visok. Od ove točke, jednadžba za Barrowa B bit će, B= A'BB=A'B Iz gornje razlike i jednadžbe Barrowa, možemo dizajnirati dijagram kruga poluoduzimanjem koristeći K -MapK – MapKarnaugh karta pojednostavljuje izraz Booleove algebre za krug pola Subtractor. Ovo je službena metoda za pronalaženje jednadžbe Booleove algebre za bilo koji krug. Riješimo Booleove izraze za krug poluoduzimanjem koristeći K-map.K-Map za razliku (D) i Barrow (B)K-karta za razliku (D) i Barrow (B) Prema K-karti prvi implikant je A'B, a drugi implikant je AB'.Kada pojednostavimo ove dvije implikantne jednadžbe, dobit ćemo pojednostavljenu jednadžbu za razliku DD = A'B+AB'Onda je D = A⊕B. Ova jednadžba jednostavno ukazuje na Ex-OR vrata. Da bismo pronašli pojednostavljeni Boolean izraz za stup B, moramo slijediti isti postupak koji smo slijedili za razliku D. Dakle, B=A'B.Pola oduzimanje pomoću NAND GatesNAND vrata i NOR vrata se nazivaju univerzalna vrata. Ovdje se NAND vrata nazivaju univerzalna vrata jer možemo dizajnirati bilo koju vrstu digitalnog sklopa korištenjem n kombinacija brojeva NAND vrata. Zbog ove posebnosti, NAND vrata se nazivaju univerzalna vrata. Sada dizajniramo polu-oduzimanje kruga koristeći NAND vrata.poluoduzimalac implementiran s NAND vratima Možemo dizajnirati poluoduzimajući krug s pet NAND vrata. Razmotrimo A i B kao ulaze za prvu fazu NAND vrata, čiji je izlaz opet povezan kao jedan ulaz s drugim NAND vratima kao i treća NAND vrata. Prema njihovim ulazima, daje izlaz i u završnoj fazi od NAND vrata, izlaz razlike D i izlaz Barrow će biti na njihovom izlazu. Konačna izlazna jednadžba razlike D je D = A ⊕B i jednadžba Barrowa B kao B=A'B. Korištenjem različite kombinacije NAND vrata za konstruiranje poluoduzimanja, konačne jednadžbe razlike i barrowa bit će D= A⊕B i B=A'B samo. Primjene Polovičnog oduzimanja Postoje različite primjene ovih oduzimača. Praktički ih je jednostavno analizirati. Neki od njih su navedeni kako slijedi. Za oduzimanje brojeva prisutnih na najmanjoj poziciji u stupcima, prednost se daje ovim oduzimačima. Aritmetička i logička jedinica (ALU) prisutna u procesoru preferira ovu jedinicu za oduzimanje. Da bi se izobličenja u zvuku smanjila oni se koriste. Na temelju potrebne operacije pola oduzimača ima mogućnost povećanja ili smanjenja broja operatora. Polovica oduzimača koristi se u pojačalu. Prilikom odašiljanja audio signala oni se koriste za izbjegavanje izobličenja. Dakle, ovdje se radi o Krug pola oduzimača. U uvjetima u stvarnom vremenu oduzimanje više brojeva bitova ne može se obaviti korištenjem polu-oduzimanja. Ovaj nedostatak može se prevladati korištenjem potpunog oduzimača.

Ostavite poruku 

Lista Poruka