அரை கழிப்பான் என்றால் என்ன: லாஜிக் கேட்ஸைப் பயன்படுத்தி சுற்று

எலக்ட்ரானிக்ஸ் களத்தில், ஒவ்வொரு கூறுகளும் செயல்படும் மிக முக்கியமான கருத்து “ லாஜிக் கேட்ஸ் “. ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகள், சென்சார்கள், மாறுதல் நோக்கங்கள், மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் மற்றும் செயலிகள், குறியாக்க மற்றும் மறைகுறியாக்க நோக்கங்கள் மற்றும் பிற செயல்பாடுகளில் தர்க்க வாயில்களின் கருத்து செயல்படுத்தப்படுகிறது. இவை தவிர, லாஜிக் கேட்ஸின் பரந்த பயன்பாடுகளும் உள்ளன. ஆடர், கழிப்பவர், முழு போன்ற பல வகையான தர்க்க வாயில்கள் உள்ளன ஆடர் , முழு கழிப்பவர், அரை கழிப்பவர் மற்றும் பலர். எனவே, இந்த கட்டுரை கூட்டு தகவல்களை வழங்குகிறது அரை கழித்தல் சுற்று , அரை கழித்தல் உண்மை அட்டவணை , மற்றும் தொடர்புடைய கருத்துக்கள்.

அரை கழிப்பான் என்றால் என்ன?

அரை கழிப்பதைப் பற்றி விவாதிக்க முன், பைனரி கழிப்பதை நாம் தெரிந்து கொள்ள வேண்டும். பைனரி கழித்தலில், கழித்தல் செயல்முறை எண்கணித கழித்தலுக்கு ஒத்ததாகும். எண்கணித கழித்தலில் அடிப்படை 2 எண் அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது, அதே சமயம் பைனரி கழித்தலில், பைனரி எண்கள் கழிப்பதற்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக வரும் சொற்களை வேறுபாடு மற்றும் கடன் மூலம் குறிக்கலாம்.

அரை கழிப்பான் மிகவும் அவசியம் கூட்டு தர்க்க சுற்று இது பயன்படுத்தப்படுகிறது டிஜிட்டல் மின்னணுவியல் . அடிப்படையில், இது ஒரு மின்னணு சாதனம் அல்லது வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், இதை ஒரு லாஜிக் சர்க்யூட் என்று சொல்லலாம். இந்த சுற்று இரண்டு பைனரி இலக்கங்கள் கழிப்பதை செய்ய பயன்படுகிறது. முந்தைய கட்டுரையில், நாங்கள் ஏற்கனவே விவாதித்தோம் அரை சேர்க்கை மற்றும் முழு சேர்க்கை சுற்று ஆகியவற்றின் கருத்துக்கள் இது கணக்கீட்டிற்கு பைனரி எண்களைப் பயன்படுத்துகிறது. இதேபோல், கழிப்பான் சுற்று கழிப்பதற்கு பைனரி எண்களை (0,1) பயன்படுத்துகிறது. அரை கழிப்பவரின் சுற்று இரண்டைக் கொண்டு உருவாக்க முடியும் தர்க்க வாயில்கள் அதாவது NAND மற்றும் EX-OR வாயில்கள் . இந்த சுற்று வித்தியாசம் மற்றும் அவை கடன் வாங்குவது போன்ற இரண்டு கூறுகளை வழங்குகிறது.

பைனரி கழிப்பதைப் போலவே, முக்கிய இலக்கமும் 1 ஆகும், நாம் கடனை உருவாக்க முடியும், அதே சமயம் சப் டிரேண்ட் 1 மினுயெண்ட் 0 ஐ விட உயர்ந்தது, இதன் காரணமாக கடன் தேவைப்படும். பின்வரும் எடுத்துக்காட்டு இரண்டு பைனரி பிட்களின் பைனரி கழிப்பைக் கொடுக்கிறது.

மேலே உள்ள கழித்தலில், இரண்டு இலக்கங்களை A மற்றும் B உடன் குறிப்பிடலாம். இந்த இரண்டு இலக்கங்களையும் கழித்து, அதன் விளைவாக வரும் பிட்களை வேறுபாடு மற்றும் கடன் எனக் கொடுக்கலாம்.

முதல் இரண்டு மற்றும் நான்காவது வரிசைகளை நாம் கவனிக்கும்போது, ​​இந்த வரிசைகளுக்கிடையேயான வேறுபாடு, பின்னர் வித்தியாசம் மற்றும் கடன் ஆகியவை ஒத்தவை, ஏனென்றால் சப்டிரஹெண்ட் மினுயெண்டை விட குறைவாக உள்ளது. இதேபோல், மூன்றாவது வரிசையை நாம் கவனிக்கும்போது, ​​மினெவென்ட் மதிப்பு சப்ரஹெண்டிலிருந்து கழிக்கப்படுகிறது. எனவே வித்தியாசம் மற்றும் கடன் பிட்கள் 1 ஆகும், ஏனெனில் சப்ராஹெண்ட் இலக்கமானது மினுயெண்ட் இலக்கத்தை விட உயர்ந்தது.

இந்த கூட்டு சுற்று எந்த வகையான இன்றியமையாத கருவியாகும் டிஜிட்டல் சுற்று உள்ளீடுகள் மற்றும் வெளியீடுகளின் சாத்தியமான சேர்க்கைகளை அறிய. உதாரணமாக, கழிப்பவருக்கு இரண்டு உள்ளீடுகள் இருந்தால், அதன் விளைவாக வெளியீடுகள் நான்கு இருக்கும். அரை கழிப்பாளரின் o / p கீழே உள்ள அட்டவணையில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது, இது வேறுபாடு பிட் மற்றும் கடன் பிட் ஆகியவற்றைக் குறிக்கும். EX-OR லாஜிக் கேட் மற்றும் AND கேட் ஆபரேஷன் மற்றும் NOT கேட் போன்ற லாஜிக் கேட்களைப் பயன்படுத்தி சர்க்யூட்டின் உண்மை அட்டவணை விளக்கத்தை செய்ய முடியும்.

பயன்படுத்தி உண்மை அட்டவணையை தீர்க்கிறது கே-வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

அரை கழித்தல் கே வரைபடம்

தி அரை கழித்தல் வெளிப்பாடு உண்மை அட்டவணை மற்றும் கே-வரைபடத்தைப் பயன்படுத்தி பெறலாம்

வித்தியாசம் (டி) = ( x’y + xy ')

= x y
கடன் (பி) = x’y

தருக்க சுற்று

தி அரை கழித்தல் தருக்க சுற்று தர்க்க வாயில்களைப் பயன்படுத்தி விளக்கலாம்:

• 1 XOR கேட்
• 1 வாயில் இல்லை
• 1 மற்றும் வாயில்

பிரதிநிதித்துவம்

அரை கழித்தல் தருக்க சுற்று

அரை-கழித்தல் தொகுதி வரைபடம்

அரை கழிப்பவரின் தொகுதி வரைபடம் மேலே காட்டப்பட்டுள்ளது. இதற்கு இரண்டு உள்ளீடுகள் தேவைப்படுவதோடு இரண்டு வெளியீடுகளையும் தருகிறது. இங்கே உள்ளீடுகள் A & B உடன் குறிப்பிடப்படுகின்றன, மேலும் வெளியீடுகள் வேறுபாடு மற்றும் கடன்.

மேலே உள்ள சுற்று EX-OR & NAND வாயில்களால் வடிவமைக்கப்படலாம். இங்கே, AND மற்றும் NOT வாயில்களைப் பயன்படுத்தி NAND வாயிலை உருவாக்க முடியும். ஆகவே, எக்ஸ்-ஓஆர் கேட், நோட் கேட் மற்றும் என்ஏஎன்டி கேட் போன்ற அரை கழித்தல் சுற்று ஒன்றை உருவாக்க எங்களுக்கு மூன்று லாஜிக் வாயில்கள் தேவைப்படுகின்றன.

AND மற்றும் NOT வாயிலின் கலவையானது NAND கேட் என்ற பெயரில் வேறுபட்ட ஒருங்கிணைந்த வாயிலை உருவாக்குகிறது. எக்ஸ்-ஓஆர் கேட் வெளியீடு வேறுபாடு பிட் மற்றும் என்ஏஎன்ட் கேட் வெளியீடு ஏ & பி அதே உள்ளீடுகளுக்கு கடன் பிட் ஆகும்.

மற்றும்-கேட்

AND- கேட் என்பது பல வகையான உள்ளீடுகள் மற்றும் ஒரு வெளியீட்டைக் கொண்ட ஒரு வகை டிஜிட்டல் லாஜிக் கேட் ஆகும், மேலும் உள்ளீட்டு சேர்க்கைகளின் அடிப்படையில் இது தர்க்கரீதியான இணைப்பைச் செய்யும். இந்த வாயிலின் அனைத்து உள்ளீடுகளும் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​வெளியீடு அதிகமாக இருக்கும், இல்லையெனில் வெளியீடு குறைவாக இருக்கும். உண்மை அட்டவணையுடன் AND வாயிலின் தர்க்க வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

மற்றும் கேட் மற்றும் உண்மை அட்டவணை

நோட் கேட்

NOT- கேட் என்பது ஒரு வகை டிஜிட்டல் லாஜிக் கேட் ஆகும், இது உள்ளீட்டின் அடிப்படையில் வெளியீடு தலைகீழாக மாறும். உதாரணமாக, NOT வாயிலின் உள்ளீடு அதிகமாக இருக்கும்போது வெளியீடு குறைவாக இருக்கும். உண்மை அட்டவணையுடன் NOT- வாயிலின் தர்க்க வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த வகை லாஜிக் கேட்டைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், நாம் NAND மற்றும் NOR வாயில்களை இயக்க முடியும்.

கேட் மற்றும் உண்மை அட்டவணை இல்லை

முன்னாள் அல்லது கேட்

பிரத்தியேக- OR அல்லது EX-OR வாயில் என்பது 2-உள்ளீடுகள் மற்றும் ஒற்றை வெளியீட்டைக் கொண்ட ஒரு வகை டிஜிட்டல் லாஜிக் கேட் ஆகும். இந்த லாஜிக் வாயிலின் வேலை OR வாயிலைப் பொறுத்தது. இந்த வாயிலின் உள்ளீடுகள் யாராவது அதிகமாக இருந்தால், EX-OR வாயிலின் வெளியீடு அதிகமாக இருக்கும். EX-OR இன் சின்னம் மற்றும் உண்மை அட்டவணை கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது.

XOR கேட் மற்றும் உண்மை அட்டவணை

நந்த் கேட்டைப் பயன்படுத்தி அரை கழித்தல் சுற்று

கழிப்பவரின் வடிவமைப்பை இதன் மூலம் செய்ய முடியும் தர்க்க வாயில்களைப் பயன்படுத்துதல் NAND கேட் & எக்ஸ்-ஓஆர் கேட் போன்றது. இந்த அரை கழித்தல் சுற்று வடிவமைக்க, வேறுபாடு மற்றும் கடன் என்ற இரண்டு கருத்துக்களை நாம் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.

நந்த் கேட்டைப் பயன்படுத்தி அரை கழித்தல் சுற்று

நாம் எச்சரிக்கையுடன் கண்காணித்தால், இந்த சுற்று மூலம் செயல்படுத்தப்படும் பல்வேறு வகையான செயல்பாடுகள் EX-OR கேட் செயல்பாட்டுடன் துல்லியமாக தொடர்புடையது என்பது தெளிவாகிறது. எனவே, வித்தியாசத்தை உருவாக்க EX-OR வாயிலைப் பயன்படுத்தலாம். அதே வழியில், AND- கேட் மற்றும் NOT- கேட் போன்ற தர்க்க வாயில்களின் கலவையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அரை சேர்க்கை சுற்று மூலம் உற்பத்தி செய்யப்படும் கடனை வெறுமனே அடைய முடியும்.

கட்டுமானத்திற்கு 5 NOR வாயில்கள் தேவைப்படும் இடத்தில் NOR வாயில்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும் இந்த HS ஐ வடிவமைக்க முடியும். NOR வாயில்களைப் பயன்படுத்தி சுற்று வரைபடம் அரை கழிப்பான் இவ்வாறு காட்டப்பட்டுள்ளது:

நோ கேட்ஸ் பயன்படுத்தி அரை கழிப்பான்

உண்மை அட்டவணை

வி.எச்.டி.எல் மற்றும் டெஸ்ட்பெஞ்ச் குறியீடு

அரை கழிப்பிற்கான வி.எச்.டி.எல் குறியீடு பின்வருமாறு விளக்கப்பட்டுள்ளது:

நூலகம் IEEE

IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL ஐப் பயன்படுத்தவும்

IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL ஐப் பயன்படுத்தவும்

IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL ஐப் பயன்படுத்தவும்

நிறுவனம் Half_Sub1

போர்ட் (a: STD_LOGIC இல்

b: STD_LOGIC இல்

HS_Diff: STD_LOGIC அவுட்

HS_ கடன்: STD_LOGIC அவுட்)

முடிவு அரை_சப் 1

கட்டிடக்கலை அரை_சப் 1 இன் நடத்தை

தொடங்கு

HS_Diff<=a xor b

HS_ கடன்<=(not a) and b

தி HS க்கான டெஸ்ட்பெஞ்ச் குறியீடு கீழே விவரிக்கப்பட்டுள்ளது:

லைப்ரரி IEEE

USE ieee.std_logic_1164.ALL

ENTITY HS_tb IS

END HS_tb

ARCHITECTURE HS_tb OF HS_tb IS

கூட்டு எச்.எஸ்

PORT (a: IN std_logic

b: IN std_logic

HS_Diff: OUT std_logic

HS_Borrow: OUT std_logic

)

END COMPONENT

சமிக்ஞை a: std_logic: = ‘0’

சமிக்ஞை b: std_logic: = ‘0’

சமிக்ஞை HS_Diff: std_logic

சமிக்ஞை HS_Borrow: std_logic

தொடங்குங்கள்

புதியது: HS PORT MAP (

a => அ,

b => b,

HS_Diff => HS_Diff,

HS_borrow => HS_borrow

)

stim_proc: செயல்முறை

தொடங்கு

க்கு<= ‘0’

b<= ‘0’

30 என்.எஸ்

க்கு<= ‘0’

b<= ‘1’

30 என்.எஸ்

க்கு<= ‘1’

b<= ‘0’

30 என்.எஸ்

க்கு<= ‘1’

b<= ‘1’

காத்திரு

இறுதி செயல்முறை

END

அரை கழிப்பான் பயன்படுத்தி முழு கழிப்பான்

ஒரு முழு கழிப்பான் என்பது இரண்டு பிட்களைப் பயன்படுத்தி கழித்தல் செயல்பாட்டை இயக்கும் ஒரு கூட்டு சாதனமாகும், இது மினுயெண்ட் மற்றும் சப்ரஹெண்ட் ஆகும். முந்தைய வெளியீட்டை கடன் வாங்குவதை சுற்று கருதுகிறது, மேலும் இது இரண்டு வெளியீடுகளுடன் மூன்று உள்ளீடுகளைக் கொண்டுள்ளது. மூன்று உள்ளீடுகள் மினுஎண்ட், சப்டிரஹெண்ட் மற்றும் முந்தைய வெளியீட்டில் இருந்து பெறப்பட்ட உள்ளீடு ஆகும், இது கடன் மற்றும் இரண்டு வெளியீடுகள் வித்தியாசம் மற்றும் கடன்.

முழு கழிப்பான் தருக்க வரைபடம்

க்கான உண்மை அட்டவணை முழு கழிப்பான் இருக்கிறது

மேலே உள்ள உண்மை அட்டவணையுடன், அரை கழிப்பாளர்களைப் பயன்படுத்தி முழு கழிப்பான் செயல்படுத்துவதற்கான தருக்க வரைபட விளம்பர சுற்றுகள் வரைபடம் கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது:

HS ஐப் பயன்படுத்தி முழு கழிப்பவர்

பாதி கழிப்பாளரின் நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகள்

அரை கழிப்பவரின் நன்மைகள்:

• இந்த சுற்று செயல்படுத்த மற்றும் கட்டுமான எளிய மற்றும் எளிதானது
• இந்த சுற்று டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலாக்கத்தில் குறைந்தபட்ச சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது
• கணக்கீட்டு செயல்பாடுகள் மேம்பட்ட வேக விகிதத்தில் செய்யப்படலாம்

இந்த கூட்டு சுற்றுகளின் வரம்புகள்:

பல செயல்பாடுகள் மற்றும் செயல்பாடுகளில் அரை கழிப்பவரின் விரிவான பயன்பாடுகள் இருந்தாலும், சில வரம்புகள் உள்ளன, அவை:

• இந்த சுற்றுக்கு முக்கியமான குறைபாடாக இருக்கும் முந்தைய வெளியீடுகளிலிருந்து அரை கடன் சுற்றுகள் “கடன் வாங்குவதை” ஏற்காது.
• பல நிகழ்நேர பயன்பாடுகள் ஏராளமான பிட்களைக் கழிப்பதில் இயங்குவதால், அரை கழித்தல் சாதனங்கள் பல பிட்களைக் கழிக்கும் திறனைக் கொண்டிருக்கவில்லை

அரை கழிப்பவரின் பயன்பாடுகள்

அரை கழிப்பவரின் பயன்பாடுகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன.

• ஆடியோ அல்லது ரேடியோ சிக்னல்களின் சக்தியைக் குறைக்க அரை கழிப்பான் பயன்படுத்தப்படுகிறது
• இருக்கலாம் பெருக்கிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது ஒலி விலகலைக் குறைக்க
• அரை கழிப்பான் செயலியின் ALU இல் பயன்படுத்தப்படுகிறது
• ஆபரேட்டர்களை அதிகரிக்கவும் குறைக்கவும் இது பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் முகவரிகளையும் கணக்கிடுகிறது
• குறைவான குறிப்பிடத்தக்க நெடுவரிசை எண்களைக் கழிக்க அரை கழிப்பான் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பல இலக்க எண்களைக் கழிப்பதற்கு, இது LSB க்கு பயன்படுத்தப்படலாம்.

ஆகையால், மேலே உள்ள அரை கழிப்புக் கோட்பாட்டிலிருந்து, கடைசியாக, இந்த சுற்றுவட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் வேறுபாடு மற்றும் கடன் போன்ற வெளியீடுகளை வழங்க ஒரு பைனரி பிட்டிலிருந்து மற்றொன்றிலிருந்து கழிக்க முடியும் என்பதை நாம் மூடலாம். இதேபோல், நாம் NAND கேட்ஸ் சுற்று மற்றும் NOR வாயில்களைப் பயன்படுத்தி அரை கழிப்பான் வடிவமைக்க முடியும். அறியப்பட வேண்டிய மற்ற கருத்துக்கள் என்ன அரை கழித்தல் வெரிலாக் குறியீடு ஆர்டிஎல் திட்ட வரைபடத்தை எவ்வாறு வரையலாம்?