Параметры логических элементов
1. Коэффициент объединения по входу — количество входов логического элемента, обеспечивающих выполнение заданной функции.
2. Коэффициент разветвления по выходу (нагрузочная способность логического элемента). Под нагрузочной способностью понимается количество входов однотипных логических элементов, подключаемых к выходу данного логического элемента без потери его работоспособности.
3. Характеристика быстродействия логического элемента:
·
|
|
· tз ср — время задержки срабатывания логического элемента, при переходе из состояния логической единицы (1) в состояние логического нуля (0);
·
|
tср.з ср=
4. Напряжение высокого логического уровня или логической единицы, а также напряжение низкого логического уровня или уровня логического нуля.
Примечание: если напряжение высокого логического уровня больше напряжения низкого логического уровня, то речь идет о позитивной логике, в противном случае — о негативной логике.
5. Пороговое напряжение высокого логического уровня — это минимально возможное напряжение, при котором логический элемент сохраняет работоспособность, воспринимая или воссоздавая информацию как логическую единицу. Различают пороговое напряжение высокого логического уровня по входу и выходу элементов.
Пороговое напряжение низкого логического уровня — это максимально возможное напряжение, при котором логический элемент сохраняет свою работоспособность, воспринимая или воссоздавая информацию как логический ноль. Различают пороговое напряжение низкого логического уровня по входу и выходу элементов.
6. Входные и выходные токивысокого и низкого логических уровней.
7. Энергопотребление — максимальная мощность, рассеиваемая логическим элементом.
Энергия переключения для энергоэкономичных быстродействующих логических элементов.
Примечание: платой за быстродействие является энергопотребление.
8. Помехоустойчивость логических элементов. Различают два вида помехоустойчивости: статическую и динамическую.
· Статическая помехоустойчивость по высокому логическому уровню
оценивается разностью U1 и U1вх.пор.
· Статическая помехоустойчивость по низкому логическому уровню
оценивается разностью U0вх.пор и U0.
· Динамическая помехоустойчивость — это функция, связанная с временем действия помехи, и если время действия помехи меньше среднего времени задержки срабатывания (tдейств.пом<tср.з.ср), то эффективное значение помехи существенно выше значения величины статической помехоустойчивости.
Диаграмма сравнения ТТЛ и КМОП логических элементов представлена ниже.
| Вход | ТТЛ | Выход | Вход | КМОП | Выход | ||||||||||||
| +5 В | Еп | ||||||||||||||||
| 0,9Еп | |||||||||||||||||
| +4 В | |||||||||||||||||
| +2,4 В | |||||||||||||||||
| 0,5Еп | |||||||||||||||||
| 0,6 В | |||||||||||||||||
| 0,3 В | 0,1Еп | ||||||||||||||||
Рис. 1. 4. Диаграмма сравнения ТТЛ и КМОП логических элементов
Элементарные логические функции
Алгебра логики (булева алгебра)
· Первый закон обычной алгебры.
Коммутативный (переместительный) закон:
Х1+Х2=Х2+Х1;
Х1.Х2=Х2.Х1.
· Второй закон обычной алгебры.
Ассоциативный (сочетательный) закон:
Х1+(Х2+Х3)= (Х1+Х2)+Х3;
Х1.(Х2.Х3) = (Х1.Х2).Х3.
· Третий закон булевой алгебры.
Дистрибутивный (распределительный) закон:
(Х1+Х2).(Х1+Х2)= Х1+Х2.Х3.
Аксиомы формальной логики
1. 
Х1+Х1=1;
2. Х1.Х1=0;
3. Х2+Х2.Х3=Х2(1+Х3)= Х2.
Правила формальной логики
· Правило склеивания:
Х1(Х1+ Х2)=Х1;
· Правило повторения:
Х1.Х1=Х1 Х1+Х1=Х1;
· Правило отрицания:
Х1+Х1=1;
· 
Аксиома двойного отрицания:
(Х1)=Х1;
· Операции с постоянными:
Х1.1 = Х1;
Х1+1= 1;
0 = 1;
Х1.0 = 0;
Х1+0 = Х1;
1= 0
Теорема Де Моргана
1. 
Х1+Х2=Х1.Х2;
2. Х1.Х2= Х1+Х2;
3. Х1+Х2+Х3=Х1.Х2.Х3.