Wat is een halve aftrekker: circuit met behulp van logische poorten

Op het gebied van elektronica is het meest cruciale concept waar elk onderdeel aan werkt de “ Logische poorten ​Omdat het concept van logische poorten wordt geïmplementeerd in elke functionaliteit, zoals in geïntegreerde schakelingen, sensoren, schakeldoeleinden, microcontrollers en processors, coderings- en decoderingsdoeleinden en andere. Daarnaast zijn er brede toepassingen van Logic Gates. Er zijn veel soorten logische poorten, zoals optellen, aftrekken, volledig Adder , Volledige aftrekker, halve aftrekker en vele anderen. Dit artikel geeft dus collectieve informatie over half aftrekker circuit ​ halve aftrekker waarheidstabel , en aanverwante concepten.

Wat is een halve aftrekker?

Voordat we de halve aftrekker gaan bespreken, moeten we de binaire aftrekking kennen. Bij binair aftrekken is het proces van aftrekken vergelijkbaar met rekenkundig aftrekken. Bij rekenkundig aftrekken wordt het systeem met basis 2 getallen gebruikt, terwijl bij binair aftrekken binaire getallen worden gebruikt voor aftrekken. De resulterende termen kunnen worden aangegeven met het verschil en lenen.

Halve aftrekker is het meest essentieel combinatief logisch circuit die wordt gebruikt in digitale electronica ​In feite is dit een elektronisch apparaat, of in andere termen, we kunnen het zeggen als een logisch circuit. Dit circuit wordt gebruikt om twee binaire cijfers af te trekken. In het vorige artikel hebben we het al gehad de concepten van een halve opteller en een volledig optelschakeling die binaire getallen gebruikt voor de berekening. Evenzo gebruikt het aftrekkercircuit binaire getallen (0,1) voor het aftrekken. Het circuit van de halve aftrekker kan met twee worden gebouwd logische poorten namelijk NAND- en EX-OF-poorten ​Dit circuit geeft twee elementen, zoals het verschil, en ze lenen.

Net als bij binaire aftrekking is het hoofdcijfer 1, kunnen we lenen genereren, terwijl de aftrekker 1 superieur is aan minuend 0 en daarom zal lenen nodig zijn. Het volgende voorbeeld geeft de binaire aftrekking van twee binaire bits.

Bij de bovenstaande aftrekking kunnen de twee cijfers worden weergegeven met A en B. Deze twee cijfers kunnen worden afgetrokken en geven de resulterende bits als verschil en lenen.

Als we de eerste twee en de vierde rij bekijken, het verschil tussen deze rijen, dan zijn het verschil en de lening vergelijkbaar omdat de aftrekker kleiner is dan de minuend. Evenzo, wanneer we de derde rij bekijken, wordt de minuend-waarde afgetrokken van de aftrekker. Het verschil en de leenbits zijn dus 1, omdat het aftrekcijfer hoger is dan het minuendcijfer.

Dit combinatieschakeling is een essentieel hulpmiddel voor elk soort digitaal circuit om de mogelijke combinaties van inputs en outputs te kennen. Als de aftrekker bijvoorbeeld twee ingangen heeft, zijn de resulterende uitgangen vier. De o / p van de halve aftrekker wordt vermeld in de onderstaande tabel die zowel het verschilbit als het leenbit aangeeft. De uitleg van de waarheidstabel van het circuit kan worden gedaan met behulp van de logische poorten zoals EX-OR logische poort en EN poortbewerking gevolgd door NIET poort.

De waarheidstabel oplossen met K-Map wordt hieronder weergegeven.

halve aftrekker k kaart

De halve aftrekker uitdrukking het gebruik van waarheidstabel en K-map kan worden afgeleid als

Verschil (D) = ( x'y ​ xy ​

​ x ⊕ y
Leen (B) = x'y

Logisch circuit

De half aftrekker logisch circuit kan worden verklaard door de logische poorten te gebruiken:

• 1 XOR-poort
• 1 NIET poort
• 1 EN-poort

De vertegenwoordiging is

Half aftrekker logisch circuit

Half-aftrekker blokschema

Het blokschema van de halve aftrekker is hierboven weergegeven. Het vereist twee ingangen en geeft ook twee uitgangen. Hier worden inputs weergegeven met A&B, en outputs zijn Difference en Borrow.

Het bovenstaande circuit kan worden ontworpen met EX-OF & NAND-poorten. Hier kan de NAND-poort worden gebouwd met EN- en NIET-poorten. We hebben dus drie logische poorten nodig om een ​​half aftrekkercircuit te maken, namelijk de EX-OF-poort, NIET-poort en NAND-poort.

Een combinatie van EN- en NIET-poort produceert een andere gecombineerde poort met de naam NAND-poort. De Ex-OF-poortuitvoer is het verschilbit en de NAND-poortuitvoer is het leenbit voor dezelfde invoer A&B.

EN-poort

De EN-poort is een type digitale logische poort met meerdere ingangen en een enkele uitgang en zal op basis van de ingangencombinaties de logische combinatie uitvoeren. Als alle ingangen van deze poort hoog zijn, is de uitvoer hoog, anders is de uitvoer laag. Het logicaschema van EN-poort met waarheidstabel wordt hieronder weergegeven.

EN Gate And Truth Table

NIET Gate

De NOT-poort is een type digitale logische poort met een enkele ingang en op basis van de ingang wordt de uitgang omgekeerd. Als de input van de NOT-poort bijvoorbeeld hoog is, zal de output laag zijn. Het logicaschema van NOT-gate met de waarheidstabel wordt hieronder getoond. Door dit type logische poort te gebruiken, kunnen we NAND- en NOR-poorten uitvoeren.

NIET Gate And Truth Table

Ex-OF-poort

De Exclusive-OF- of EX-OF-poort is een type digitale logische poort met 2 ingangen en enkele uitgang. De werking van deze logische poort hangt af van de OF-poort. Als een van de ingangen van deze poort hoog is, is de uitvoer van de EX-OF-poort hoog. Het symbool en de waarheidstabel van de EX-OR worden hieronder weergegeven.

XOR Gate and Truth Table

Half aftrekkercircuit met behulp van Nand Gate

Het ontwerpen van de aftrekker kan worden gedaan door met behulp van logische poorten zoals de NAND-poort en Ex-OF-poort. Om dit halve aftrekkercircuit te ontwerpen, moeten we de twee concepten kennen, namelijk verschil en lenen.

Half aftrekkercircuit met behulp van Nand Gate

Als we voorzichtig in de gaten houden, is het vrij duidelijk dat de verscheidenheid aan bewerkingen die door dit circuit worden uitgevoerd, nauwkeurig verband houdt met de EX-OR-poortbewerking. Daarom kunnen we eenvoudig de EX-OF-poort gebruiken om het verschil te maken. Op dezelfde manier kan de lening die wordt geproduceerd door een half-optelschakeling eenvoudig worden bereikt door de combinatie van logische poorten zoals EN-poort en NIET-poort te gebruiken.

Deze HS kan ook worden ontworpen door NOR-poorten te gebruiken waar het 5 NOR-poorten nodig heeft voor de constructie. De halve aftrekker van het schakelschema met NOR-poorten wordt weergegeven als:

Halve aftrekker die geen poorten gebruikt

Waarheidstabel

VHDL en Testbench-code

De VHDL-code voor halve aftrekker wordt als volgt uitgelegd:

bibliotheek IEEE

gebruik IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

gebruik IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL

gebruik IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL

entiteit Half_Sub1 is

Poort (a: in STD_LOGIC

b: in STD_LOGIC

HS_Diff: uit STD_LOGIC

HS_Borrow: uit STD_LOGIC)

einde Half_Sub1

architectuur Gedrag van Half_Sub1 is

beginnen

HS_Diff<=a xor b

HS_Borrow<=(not a) and b

De testbankcode voor HS wordt uitgelegd zoals hieronder:

BIBLIOTHEEK IEEE

GEBRUIK ieee.std_logic_1164.ALL

ENTITY HS_tb IS

EINDE HS_tb

ARCHITECTUUR HS_tb OF HS_tb IS

COMPONENT HS

POORT (a: IN std_logic

b: IN std_logic

HS_Diff: OUT std_logic

HS_Borrow: OUT std_logic

​

EINDE COMPONENT

signal a: std_logic: = ‘0’

signaal b: std_logic: = ‘0’

signaal HS_Diff: std_logic

signaal HS_Borrow: std_logic

BEGINNEN

nieuw: HS PORT MAP (

a => a,

b => b,

HS_Diff => HS_Diff,

HS_borrow => HS_borrow

​

stim_proc: proces

beginnen

naar<= ‘0’

b<= ‘0’

wacht 30 ns

naar<= ‘0’

b<= ‘1’

wacht 30 ns

naar<= ‘1’

b<= ‘0’

wacht 30 ns

naar<= ‘1’

b<= ‘1’

wacht

eindproces

EINDE

Volledige aftrekker met behulp van halve aftrekker

Een volledige aftrekker is een combinatieapparaat dat de aftrekfunctionaliteit bedient door twee bits te gebruiken en is minuend en subtrahend. Het circuit beschouwt het lenen van de vorige uitvoer en heeft drie ingangen met twee uitgangen. De drie inputs zijn de minuend, subtrahend en de input die is ontvangen van de vorige output die wordt geleend en de twee outputs zijn het verschil en lenen.

Volledig logisch diagram van de aftrekker

De waarheidstabel voor volledige aftrekker is

Met de bovenstaande waarheidstabel wordt het logische diagram en het schakelschema voor de implementatie van volledige aftrekker met behulp van halve aftrekkers hieronder weergegeven:

Volledige aftrekker met behulp van HS

Voordelen en beperkingen van halve aftrekker

De voordelen van een halve aftrekker zijn:

• De implementatie en constructie van dit circuit is eenvoudig en gemakkelijk
• Dit circuit verbruikt minimaal stroom bij digitale signaalverwerking
• rekenfuncties kunnen worden uitgevoerd met verbeterde snelheden

De beperkingen van dit combinatieschakeling zijn:

Ook al zijn er uitgebreide toepassingen van halve aftrekker in veel bewerkingen en functionaliteiten, zijn er enkele beperkingen en die zijn:

• De halve aftrekkercircuits accepteren geen 'Borrow-in' van de vorige uitgangen, waar dit het cruciale nadeel van dit circuit is
• Omdat veel real-time toepassingen werken met het aftrekken van een groot aantal bits, hebben apparaten met halve aftrekkers geen enkele mogelijkheid om veel bits af te trekken.

Toepassingen van halve aftrekker

De toepassingen van halve aftrekker omvatten de volgende.

• Halve aftrekker wordt gebruikt om de kracht van audio- of radiosignalen te verminderen
• Het kan zijn gebruikt in versterkers om de geluidsvervorming te verminderen
• Halve aftrekker is gebruikt in ALU van processor
• Het kan worden gebruikt om operators te verhogen en te verlagen en berekent ook de adressen
• Halve aftrekker wordt gebruikt om de minst significante kolomnummers af te trekken. Voor het aftrekken van getallen met meerdere cijfers, kan het worden gebruikt voor de LSB.

Daarom kunnen we uit de bovenstaande halve aftrektheorie eindelijk afsluiten dat we door dit circuit te gebruiken van het ene binaire bit van het andere kunnen aftrekken om de outputs zoals Difference en Borrow te leveren. Evenzo kunnen we een halve aftrekker ontwerpen met behulp van NAND-poortcircuits en NOR-poorten. De andere te kennen concepten zijn wat is de half aftrekker verilog code en hoe kan het RTL-schema worden getekend?