AND-OR-Invert

Aus testwiki
Version vom 27. Februar 2025, 11:56 Uhr von imported>Lómelinde (kl. Anpassung für WP:Dark Mode)
(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)
Zur Navigation springen Zur Suche springen

Vorlage:Gatter AND-OR-Invert-Gatter (abgekürzt AOI-Gatter) sind eine Kombination von Logikgattern, die aus einem oder mehreren UND-Gattern gefolgt von einem NOR-Gatter bestehen. Sie lassen sich in Logikfamilien wie CMOS oder TTL mit wenig Aufwand als gemischtes Gatter realisieren.[1] Sie sind dual zu den OR-AND-Invert-Gattern.

Übersicht

Die mit einem AOI-Gatter realisierte Funktion entspricht der negierten Sum-of-products-Formulierung von Booleschen Funktionen. n Gruppen mit mi, mi1,i=1n Eingangssignalen werden mit UND verknüpft. Diese Werte werden dann mit einem NOR-Gatter mit n Eingängen verknüpft.

Bezeichnungen

Die Anzahl der Eingänge für jedes UND-Gatter steht den Buchstaben 'AOI' vorangestellt und sind durch Bindestrichte getrennt. Ein 2-1 AOI-Gatter verknüpft beispielsweise zwei seiner Eingänge mit UND, dieses Ergebnis dann mit dem dritten Eingang mit NOR. Eine alternative Schreibweise ist AOI21.[2]

2-1 AOI-Gatter

Symbol for ein 2-1 AOI-Gatter. Das UND-Gatter hat die Eingänge A und B.

Ein 2-1 AOI-Gatter realisiert die Funktion

Y=(AB)C

mit der Wahrheitstabelle

Wahrheitstabelle 2-1 AOI
Eingang
A   B   C
Ausgang
Y
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld

2-2 AOI-Gatter

Ein 2-2 AOI-Gatter realisiert die Funktion

Y=(AB)(CD)

mit der Wahrheitstabelle[2]

Symbol eines 2-2 AOI-Gatters
Wahrheitstabelle 2-2 AOI
Eingang
A   B   C   D
Ausgang
Y
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld Vorlage:Nein-Feld
Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Ja-Feld Vorlage:Nein-Feld

Implementierungen

Y = Vorlage:Overline in CMOS, als gemischtes Gatter (links) und mit Standardgattern (rechts)

CMOS

AOI-Gatter können in CMOS effizient als gemischte Gatter implementiert werden. Ein Beispiel zeigt die folgende Abbildung, in der die Realisierung mit gemischten Gattern sechs Transistoren erfordert und Realisierung mittels UND- und NOR-Gatter 10 Transistoren.

Implementierungen in integrierten Schaltkreisen

Der 74xx51 - Schaltkreis aus der 74xx-Serie von Texas Instruments hat ein 2-2 AOI-Gatter und ein 3-3 AOI-Gatter auf einem Chip.[3]

Erweiterungen

Es ist auch möglich, in CMOS gemischte Gatter zu konstruieren, mit denen komplexere Funktionen direkt realisiert werden können. Ein Beispiel aus [1] hierfür ist die Realisierung von Y=((CD)B)A mittels CMOS, wie in der Abbildung unten gezeigt. Ein derartiges Gatter mit n Eingängen hat in CMOS 2n Transistoren.

Y=Vorlage:Overline, Gatter und ihre CMOS-Implementierung farbig hervorgehoben

Vorlage:Commonscat

Einzelnachweise