И-ИЛИ-инвертировать

This article includes a list of references, related reading, or external links, but its sources remain unclear because it lacks inline citations. Please help improve this article by introducing more precise citations. (April 2009) (Learn how and when to remove this message)

Логика И-ИЛИ-инверт (AOI) и вентили AOI представляют собой двухуровневые составные (или сложные) логические функции, построенные из комбинации одного или нескольких вентилей И, за которыми следует вентиль ИЛИ-НЕ (эквивалент вентиля ИЛИ через вентиль Инвертора , который является частью "OI" "AOI"). Конструкция ячеек AOI особенно эффективна при использовании технологии КМОП , где общее количество транзисторных вентилей можно сравнить с той же конструкцией с использованием логики И-НЕ или логики ИЛИ-НЕ . Дополнением логики AOI является логика ИЛИ-И-инверт (OAI), где вентили ИЛИ предшествуют вентилю И-НЕ. ^[1]

Большинство логических оптимизаций приводят к логическому выражению типа «сумма произведений» или «произведение сумм». ^[2]

AOI используется для суммы произведений, переменные объединяются по схеме И для формирования минтермов, которые объединяются по схеме ИЛИ, а затем инвертируются, например:

• AB + C    известен как вентиль AOI 2-1.
• AB + CD    известен как вентиль 2-2 AOI. ^[3]
• ABC + DEF    известен как шлюз 3-3 AOI. ^[4]
• ABCD + EFGH    известен как вентиль 4-4 AOI. ^[5]
• ABCDE + FGH + JK    известен как схема 4-3-2 AOI.
• и другие вариации.

Вентили AOI выполняют одну или несколько операций И , за которыми следует операция ИЛИ , а затем инверсия.

Вентиль AOI 2-1 можно представить следующим булевым уравнением и таблицей истинности :

${\displaystyle Q={\overline {(A\wedge B)\vee C}}.}$

Реальные примеры вентиля 2-2 AOI можно найти в логических микросхемах CD4085B, SN74LS51, SN5450 (см. далее). ^{[3] [4] [6]}

Вентиль 2-2 AOI можно представить следующим булевым уравнением и таблицей истинности :

${\displaystyle Q={\overline {(A\wedge B)\vee (C\wedge D)}}.}$

Реальный пример вентиля 3-3 AOI можно найти в логической микросхеме SN74LS51 (см. далее ниже). ^[4]

Вентиль 3-3 AOI можно представить следующим булевым уравнением и таблицей истинности :

${\displaystyle Q={\overline {(A\wedge B\wedge C)\vee (D\wedge E\wedge F)}}.}$

Его логическая таблица будет содержать 64 записи, но она не показана.

Реальный пример вентиля 4-4 AOI можно найти в логической микросхеме CD4048B (см. далее ниже). ^[5]

Вентиль 4-4 AOI можно представить следующим булевым уравнением и таблицей истинности :

${\displaystyle Q={\overline {(A\wedge B\wedge C\wedge D)\vee (E\wedge F\wedge G\wedge H)}}.}$

Его логическая таблица будет содержать 256 записей, но она не показана.

Можно создавать многоуровневые составные вентили, которые объединяют логику вентилей И-ИЛИ-инверт с вентилями ИЛИ-И-инверт . ^[7] Пример показан ниже. Детали, реализующие одну и ту же логику, помещены в коробки одного цвета.

И-ИЛИ-инвертирующие (AOI) и OAI-вентили могут быть легко реализованы в схемах КМОП . Вентили AOI особенно выгодны тем, что общее количество транзисторов (или вентилей) меньше, чем если бы функции И, НЕ и ИЛИ были реализованы отдельно. Это приводит к увеличению скорости, снижению мощности, уменьшению площади и потенциально более низкой стоимости изготовления. Например, вентиль AOI 2-1 может быть построен с 6 транзисторами в КМОП, по сравнению с 10 транзисторами, использующими вентиль NAND с 2 входами (4 транзистора), инвертор (2 транзистора) и вентиль NOR с 2 входами (4 транзистора).

В NMOS-логике нижняя половина КМОП-схемы используется в сочетании с нагрузочным устройством или подтягивающим транзистором (обычно это обедняющая нагрузка или динамическая нагрузка ).

Вентили AOI столь же эффективны в транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ).

Примеры

Семейство логических схем серии КМОП 4000 :

• CD4085B = двойной 2-2 AOI-затвор ^[3]
• CD4086B = один расширяемый 2-2-2-2 AOI-ворот ^[8]
• CD4048B = один расширяемый 8-входовой 8-функциональный с трехстабильным выходом, 8 вариантов выбора типа вентиля: 8 NOR / 8 OR / 8 NAND / 8 AND / 4-4 AND-OR-Invert / 4-4 AND-OR / 4-4 OR-AND-Invert / 4-4 OR-AND ^[5]

Семейство логических схем серии TTL 7400 : (в прошлые десятилетия ряд деталей AOI был доступен в семействе 7400, но в настоящее время большинство из них устарели (больше не производятся))

• SN5450 = двойной 2-2 AOI-вентиль, один из которых расширяемый ^[6] (SN54 — военная версия SN74)
• SN74LS51 = 2-2 AOI-затвор и 3-3 AOI-затвор ^[4]
• SN54LS54 = одиночный 2-3-3-2 AOI-ворот ^[9]

• 
  Схема микросхемы SN74LS51 состоит из вентиля 3-3 AOI и вентиля 2-2 AOI ^[4]
• 
  Распиновка микросхемы SN74LS51 ^[4]

На Викискладе есть медиафайлы по теме «И-ИЛИ-НЕ вентили» .

• Список интегральных схем серии 7400
• Список интегральных схем серии 4000

• Тиндер, Ричард Ф. (2000). Инженерный цифровой дизайн: Пересмотренное второе издание. Academic Press. С.  317–319 . ISBN 0-12-691295-5. Получено 2008-07-04 .
• Джон, Майкл (1997). Интегральные схемы специального назначения . Получено 04.07.2008 .