Logiska grindar

Logiska grindar är fysiska komponenter i en krets som styr flödet av en signal genom att implementera en boolesk funktion, bearbeta en signal till binär information. Logiska grindar är grundläggande i logiska kretsar, eller i alla elektroniska kretsprocesser som involverar digital till analog signalomvandling, eller flödet av digital information. Logiska grindar implementeras främst med hjälp av dioder eller transistorer som elektriska brytare, men kan också konstrueras med hjälp av elektromagnetiska reläer (relälogik), vakuumrör, optik, molekyler, fluidlogik, pneumatisk logik eller till och med mekaniska element. Du kan lära dig mer i vår guide om logiska grindar.

Typer av logiska grindar

Logiska grindar har distinkta logiska funktioner. De vanligaste av dessa kallas grundläggande grindar. Dessa inkluderar:

• AND-grindar - dessa grindar har flera ingångar som bearbetas till en enda signalutgång beroende på den positiva kombinationen av höga signaler i ingångarna. Den kommer endast att producera en hög signal om båda ingångarna registreras som höga (t.ex. två ettor kommer att resultera i en etta, annars kommer den att ha en utgång på noll).
• OR-grindar - liknande AND-grinden har en OR-grind flera ingångar och en enda utgång. I detta fall krävs inte en positiv kombination av ettsignaler utan den kommer att implementera logiskt producera en hög signal om en eller alla ingångar är höga. (t.ex. en etta och en nolla, eller två ettor, kan producera en hög signal, men två nollor kommer att producera nollor.)
• NOT-grindar - även kända som inverterare, NOT-grindarna kommer att bearbeta signalen som motsatsen till dess värde (t.ex. en etta kommer att inverteras som en nolla, och en nolla kommer att inverteras som en 1.)

Det finns också kombinerade funktionslogiska grindar som modifierar typiska funktioner med en inversion.

• NAND-grind - till skillnad från en AND-grind kommer NAND att bearbeta två höga signaler som en nolla och alla andra kombinationer som en etta.
• NOR-grind - till skillnad från en OR-grind kommer denna att producera en etta om ingångarna registrerar en nollsignal i någon kombination, snarare än en hög signal.
• Buffergrind - en bufferlogikgrind beter sig på motsatt sätt som en NOT-grind, genom att den skickar en signal oförändrad från ingång till utgång.

Tillämpningar

Eftersom CPU:er använder binär logik är logiska grindar i princip byggstenarna i datorer. Som sådana kan de hittas i många typer av digitala kretsar såsom:

• Kodare & avkodare
• Multiplexorer & demultiplexorer
• Fullständiga och halva adderare