具有 1 位或 2 位输入和 1 位输出的所有可能的逻辑门的名称是什么?

电器工程 数字逻辑 真值表
2022-01-27 10:36:22

这似乎是一个愚蠢的问题,但事实是,当我尝试搜索相关信息时,搜索结果都没有给我满意的答案。

具有 1 位输入和 1 位输出的逻辑门

由于输入有\$B=1\$位,真值表有\$C=2^B=2^1=2\$行。因为对于真值表中的每一行,输出都有\$2\$选择(\$0\$\$1\$),所以有\$2^C=2^{2^B}=2^{2 ^1}=4\$不同的真值表。

这是一个真值表(每个真值表写成一行):

$$ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline (0) & (1) & \text{名称} & \text{公式} \\ \hline 0 & 0 & \text{常数零} & 0 \\ \hline 0 & 1 & \text{Identity} & X \\ \hline 1 & 0 & \text{NOT Gate / Negate / Invertor} & \overline{X} \\ \hline 1 & 1 & \text{常数一} & 1 \\ \hline \end{数组} $$

具有 2 位输入和 1 位输出的逻辑门

由于输入有\$B=2\$位,真值表有\$C=2^B=2^2=4\$行。因为对于真值表中的每一行,输出都有\$2\$选择(\$0\$\$1\$),所以有\$2^C=2^{2^B}=2^{2 ^2}=16\$不同的真值表。

这是一个真值表(每个真值表写成一行):

$$ \begin{array}{|c|c|c|c|c|c|} \hline (0,0) & (0,1) & (1,0) & (1,1) & \text {名称} & \text{公式} \\ \hline 0 & 0 & 0 & 0 & \text{常数零} & 0 \\ \hline 0 & 0 & 0 & 1 & \text{与门} & XY \ \ \hline 0 & 0 & 1 & 0 & \color{red}{\text{Gate-0010}} & X\overline{Y} \\ \hline 0 & 0 & 1 & 1 & \text{X 上的标识} & X \\ \hline 0 & 1 & 0 & 0 & \color{red}{\text{Gate-0100}} & \overline{X}Y \\ \hline 0 & 1 & 0 & 1 & \text {Y 上的同一性} & Y \\ \hline 0 & 1 & 1 & 0 & \text{XOR Gate} & X \oplus Y \\ \hline 0 & 1 & 1 & 1 & \text{OR Gate} & X + Y \\ \hline 1 & 0 & 0 & 0 & \text{或非门} & \overline{X + Y} \\ \hline 1 & 0 & 0 & 1 &\text{XNOR Gate} & \overline{X \oplus Y} \\ \hline 1 & 0 & 1 & 0 & \text{NOT Gate on Y} & \overline{Y} \\ \hline 1 & 0 & 1 & 1 & \color{red}{\text{Gate-1011}} & X + \overline{Y} \\ \hline 1 & 1 & 0 & 0 & \text{NOT Gate on X} & \overline{X } \\ \hline 1 & 1 & 0 & 1 & \color{red}{\text{Gate-1101}} & \overline{X} + Y \\ \hline 1 & 1 & 1 & 0 & \text{与非门} & \overline{XY} \\ \hline 1 & 1 & 1 & 1 & \text{常数一} & 1 \\ \hline \end{array} $$\overline{X} \\ \hline 1 & 1 & 0 & 1 & \color{red}{\text{Gate-1101}} & \overline{X} + Y \\ \hline 1 & 1 & 1 & 0 & \text{与非门} & \overline{XY} \\ \hline 1 & 1 & 1 & 1 & \text{常数一} & 1 \\ \hline \end{数组} $$\overline{X} \\ \hline 1 & 1 & 0 & 1 & \color{red}{\text{Gate-1101}} & \overline{X} + Y \\ \hline 1 & 1 & 1 & 0 & \text{与非门} & \overline{XY} \\ \hline 1 & 1 & 1 & 1 & \text{常数一} & 1 \\ \hline \end{数组} $$

问题

  • 这些门的其他名称是什么?如上所示,NOT Gate也称为Negate函数,或Inverter.
  • 根据我的研究,我知道XNOR Gate这个名字比NXOR Gate更受欢迎但是,门等效于NOT XOR Gate那么为什么X出现在N之前(与其他“NOT something”门不同)?
  • 上面标有\$\color{red}{\text{red}}\$的门是否有广泛使用的名称
    • 这个问题中,\$\color{red}{\text{Gate-0100}}\$也被称为SAND Gate,代表“Single-inversion AND Gate”。但是,我不确定这是否在该领域被广泛使用。
    • 这个答案中,\$\color{red}{\text{Gate-1011}}\$(实际上,它是一个“NOT SAND”门)被称为Inclusion GateIF-THEN Gate再说一遍,这个门有合适的名字吗?IC用户手册如何引用具有相同真值表的门?
    • 本参考资料中,\$\color{red}{\text{Gate-1011}}\$称为逻辑蕴涵

== 编辑:2019-04-10 ==

偶然发现了这篇 Wikipedia 文章,其中列出了所有 16 个门(操作)。

2个回答

大多数双输入门都有一个名称(AND、OR 等),但单输入门不仅以逻辑函数 (NOT) 命名,还以它们对信号或函数的影响命名它们在电路中(“反相器”,“((非)反相)缓冲器/驱动器”)。

“XNOR”只是更容易发音“NXOR”。

红色标记的门没有广泛使用,因此没有通用名称。实现实际上存在于可配置的多功能门(74xxx1G57/58/97/98/99)中,但只是作为可配置性的副作用。SN74LVC1G97 数据表将它们描述为“具有一个反相输入的(N)OR/(N)AND 门”,这可能是理解它们的最简单方法:

SN74LVC1G97 有趣的门

您在表格中标记的内容在此来源Gate-1011中称为“暗示门” 您的“身份门”的另一个名称称为“缓冲门”

但是,除了将其他逻辑门名称拼凑在一起之外,没有关于您要查找的内容的官方来源包含有关复杂逻辑的名称约定的信息。您正在寻找包含条件和/或组合逻辑的潜在逻辑名称,这些逻辑取决于特定输入变量的状态,它们与时间无关,这意味着您将立即获得结果,就好像它是一个数学函数一样。

这些例子包括:

  • 加法器/减法器
  • (De)多路复用器
  • 解码器/编码器
  • 您问题中上面列出的所有大门
  • 三态设备

还有一种时序逻辑,它可以创建各种与时间相关的状态。有两种类型的顺序逻辑:异步和同步...命名约定非常简单。

这些例子包括:

  • 时钟/振荡器
  • 人字拖
  • 计数器

但是,如果您要为上面的红色斑点提供正式名称,那么(还没有)。我相信您在上面提供的示例 NXOR 可能与您将获得的一样接近。为什么“X”之前有一个“N”可能是所有输入在进入框图本身之前都被否定了。然而,对于 NOR 和 NAND 来说,情况并非如此,正如您所指出的那样,它将是 NOT-NOR 和 NOT-NAND。

也许您可以编造一些东西,即其中一个输入被否定的 ONOR 门和所有输入都被否定的 NNOR。

三个主要的逻辑门包括:NOT、OR 和 AND。其他一切都可能包含这三个之一。例如,或非门可以简单地是一个或门,在或门的输出端有一个非门。(对于晶体管逻辑,这是一个不同的故事。)

总结:没有官方消息来源可以为每一种可能性命名。这可能是因为我们根本不想命名它。不令人满意,是的,但我们是否只是那么专注于给它起一个名字完全是主观的。谁真正在乎?如果给他们起名字的借口是为了完整,那么如果我们给他们起名字,我们会多久使用一次这些名字?