Bramka logiczna
Bramki logiczne wykonują podstawowe operacje logiczne i służą jako elementy budulcowe cyfrowych układów. Większość bramek logicznych przyjmuje jedną lub dwie wartości binarne (0 lub 1) jako dane wejściowe i generuje pojedynczą binarną wartość wyjściową. Podstawowe układy zawierają tylko kilka bramek logicznych, natomiast złożone układy — takie jak mikroprocesory — mogą zawierać ich miliony.
Istnieje osiem podstawowych typów bramek logicznych, z których każda realizuje określoną funkcję boolowską. Ich nazwy i symbole (używane na schematach bramek logicznych) wymieniono poniżej.
Poniższa tabela wyjaśnia działanie każdej bramki logicznej, podając przykładowe dane wejściowe i wartości wyjściowe.
| Bramka | Opis | Przykład (A, B → wyjście) |
|---|---|---|
| AND | Wartość True, jeśli zarówno A, jak i B mają wartość True | (1,1 → 1) ; (0,1 → 0) |
| NAND | AND, po którym następuje NOT (wartość False tylko wtedy, gdy zarówno A, jak i B mają wartość True) | (1,1 → 0) |
| OR | Wartość True, jeśli A lub B ma wartość True | (1,0 → 1) ; (0,0 → 0) |
| NOR | OR, po którym następuje NOT (wartość True tylko wtedy, gdy zarówno A, jak i B mają wartość False | (0,0 → 1) |
| Bufor | Generuje taką samą wartość jak dane wejściowe; często służy do wzmacniania sygnału | (1 → 1) ; (0 → 0) |
| NOT | Odwraca wartość wejściową | (1 → 0) ; (0 → 1) |
| XOR | Wartość True, jeśli tylko jedna z wartości A lub B ma wartość True | (1,0 → 1) ; (1,1 → 0) |
| XNOR | XOR, po którym następuje NOT (wartość True, jeśli A i B są takie same) | (1,1 → 1) ; (0,0 → 1) |
Łącząc tysiące, a nawet miliony bramek logicznych, układy cyfrowe mogą wykonywać bardzo złożone obliczenia. Liczba bramek logicznych w układzie scalonym zależy od rozmiaru chipa i rozmiaru użytych do ich budowy tranzystorów. Zazwyczaj między wydajnością procesora a rozmiarem tranzystorów występuje odwrotna zależność. Procesory z mniejszymi tranzystorami są na ogół wydajniejsze i bardziej energooszczędne niż procesory z większymi tranzystorami.
Sprawdź swoją wiedzę