Ворота NOR - NOR gate

Эта статья посвящена NOR в смысле электронного логического элемента (например, CMOS 4001). Для NOR в чисто логическом смысле см. Логическое ИЛИ. Чтобы узнать о других значениях NOR или Nor, см. Нор (значения).
"4001" перенаправляется сюда. Для года см. 5 тысячелетие.
ВХОДВЫХОД
АBА НИ Б
001
010
100
110

В Ворота NOR цифровой логический вентиль что реализует логическое ИЛИ - ведет себя согласно таблица истинности Направо. ВЫСОКИЙ выход (1) будет результатом, если оба входа логического элемента - НИЗКИЙ (0); если один или оба входа - ВЫСОКИЙ (1), результат НИЗКИЙ выход (0). НИ - это результат отрицание из ИЛИ ЖЕ оператор. В некоторых смыслах его также можно рассматривать как противоположность И ворота. НИ - это функционально полный операция - вентили ИЛИ-НЕ могут быть объединены для генерации любой другой логической функции. Он разделяет это свойство с Ворота NAND. Напротив, ИЛИ ЖЕ оператор монотонный так как он может изменить только НИЗКИЙ на ВЫСОКИЙ, но не наоборот.

В большинстве, но не во всех схемных реализациях отрицание происходит бесплатно, включая CMOS и TTL. В таких логических семействах операция ИЛИ является более сложной; он может использовать NOR, за которым следует NOT. Существенным исключением являются некоторые формы логика домино семья.

Оригинал Компьютер наведения Apollo использовали 4 100 интегральных схем (ИС), каждая из которых содержала только два 3-входных логических элемента ИЛИ-НЕ.[1]

Символы

Есть три символа для ворот NOR: американский (ANSI или «военный») символ и IEC («европейский» или «прямоугольный») символ, а также устаревший DIN символ. Для получения дополнительной информации см. Символы логических вентилей. Символ ANSI для логического элемента ИЛИ - это стандартный вентиль ИЛИ с подключенным пузырем инверсии. Пузырь обозначает, что функция элемента ИЛИ была инвертирована.


NOR ANSI Labelled.svgИЛИ IEC.svgNOR DIN.svg
Символ MIL / ANSIСимвол IECСимвол DIN
НИ Полный сумматор

Описание оборудования и распиновка

Ворота NOR являются основными логическими воротами, и как таковые они распознаются в TTL и CMOS ИС. Стандартная ИС КМОП серии 4000 - это ИС 4001, которая включает четыре независимых логических элемента ИЛИ-НЕ с двумя входами. Схема распиновки следующая:

Схема распиновки 4001 Quad NOR ОКУНАТЬ -формат IC
 1 Вход A1 2 Вход B1 3 Выход Q1 4 Выход Q2 5 Вход B2 6 Вход A2 7 ВSS 8 Вход A3 9 Вход B3 10 Выход Q3 11 Выход Q4 12 Вход B4 13 Вход A4 14 Вдд

Доступность

Эти устройства доступны от большинства производителей полупроводников, таких как Fairchild Semiconductor, Philips или же Инструменты Техаса. Обычно они доступны в обоих сквозных отверстиях. ОКУНАТЬ и SOIC формат. Таблицы данных доступны в большинстве базы данных таблиц.

В популярных CMOS и TTL логические семьи, Доступны ворота NOR с 8 входами:

  • CMOS
    • 4001: четырехканальный вентиль ИЛИ-НЕ с 2 входами
    • 4025: Тройной вентиль ИЛИ-НЕ с 3 входами
    • 4002: Двойной вентиль ИЛИ-НЕ с 4 входами
    • 4078: один вентиль ИЛИ-НЕ с 8 входами
  • TTL
    • 7402: Четыре логических элемента ИЛИ-НЕ с 2 входами
    • 7427: Тройной вентиль ИЛИ-НЕ с 3 входами
    • 7425: Двойной вентиль ИЛИ-НЕ с 4 входами (со стробоскопом, устарел)
    • 74260: Двойной вентиль NOR с 5 входами
    • 744078: одиночный 8-входной вентиль NOR

В старом RTL и ECL семьи, ворота NOR были эффективными и наиболее часто используемыми.

Реализации

NMOS NOR.png
Затвор PMOS NOR с нагрузочным резистором.

На приведенных выше схемах показана конструкция логического элемента ИЛИ-НЕ с 2 входами с использованием Логика NMOS схема. Если на любом из входов высокий уровень, соответствующий N-канал МОП-транзистор включается, и на выходе устанавливается низкий уровень; в противном случае выход будет тянуться высоко через подтягивающий резистор.

В физическая планировка CMOS NOR

На диаграмме ниже показан вентиль ИЛИ-НЕ с 2 входами, использующий CMOS технологии. В диоды и резисторы на входах предназначены для защиты компонентов CMOS от повреждений из-за электростатический разряд (ESD) и не играют никакой роли в логической функции схемы.

КМОП-матрица без буферизации с двумя входами ИЛИ-ИЛИ

Функциональная полнота

Основная статья: НИ логика

Ворота NOR обладают свойством функциональная полнота, который он разделяет с логическим элементом NAND. То есть любая другая логическая функция (И, ИЛИ и т.д.) может быть реализована с использованием только вентилей ИЛИ-ИЛИ.[2] Целый процессор может быть создан с использованием одних только вентилей NOR.

Поскольку вентили NAND также являются функционально законченными, если нет доступных вентилей NOR, один может быть сделан из NAND ворота.[2]

Желаемые воротаСтроительство NAND
NOR ANSI Labelled.svgНОР из NAND.svg

Обратите внимание, что на приведенном выше рисунке изображена конструкция И-НЕ логического элемента ИЛИ-ИЛИ, которая подразумевает только функциональную полноту ИЛИ-ИЛИ при правильном предположении, что И-НЕ является функционально завершенным. Однако рисунок, представляющий разложение всех других логических функций на композиции NOR, показал бы это напрямую, без предположения, что NAND является функционально завершенным.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уиппл, Уолт (2019). Из первых рук: взлом навигационного компьютера Аполлона. Вики по истории инженерии и технологий.
  2. ^ а б Мано, М. Моррис и Чарльз Р. Кайм. Основы логики и компьютерного дизайна, третье издание. Прентис Холл, 2004. стр. 73.