የሎጂክ በር ወረዳዎች

ርዕሰ ጉዳዮች፡-

መግቢያ
የሎጂክ በሮች
ጥምር ወረዳዎች እና አውቶሞቲቭ መተግበሪያዎች

ማስገቢያ፡
የዘመናዊ የሞተር ተሽከርካሪዎች መረጃ ማቀነባበር በአብዛኛው, ወይም ሙሉ በሙሉ ዲጂታል አይደለም. አሃዛዊው መረጃ በቮልቴጅ ደረጃ ላይ በመመስረት አዎ/አይ ወይም ማብራት/ማጥፋት የሚፈጠርበት የኤሌትሪክ ቮልቴጅን ያካትታል። በውስጡ በይነገጽ ኤሌክትሮኒክስ በ A/D መለወጫ (አናሎግ / ዲጂታል) ላይ አንድ ሴንሰር ቮልቴጅ ወደ ዲጂታል መልእክት ይቀየራል, እሱም አንድ እና ዜሮዎችን ያካትታል.

በዲጂታል ኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ስለ ሎጂካዊ 1 ወይም ሎጂካዊ 0 እንነጋገራለን. የቮልቴጅዎቹ በቲቲኤል ደረጃ (Transistor Transistor Logic) ናቸው.

አዎ ወይም በርቷል፡- ምክንያታዊ 1: 5 ቮልት
የለም ወይም ጠፍቷል፡ ምክንያታዊ 0: 0 ቮልት

በ ECUs ላይ ያሉ መሰረታዊ የኤሌክትሮኒክስ ሰርኮች አመክንዮአዊ ወረዳዎችን የሚፈጥሩ ብዙ አይሲዎችን ይዘዋል ። እነዚህ አመክንዮአዊ ወረዳዎች በሲፒዩ በሃርድዌርም ሆነ በሶፍትዌር ሊቆጣጠሩት የሚችሉ የሎጂክ በሮች ይይዛሉ።

የሎጂክ በሮች
ALU (አርቲሜቲክ ሎጂክ ክፍል) በ ECU ውስጥ ያለው የማይክሮፕሮሰሰር ማዕከላዊ ክፍል ነው። ALU የሂሳብ እና የሎጂክ ስራዎችን ያከናውናል. በተጨማሪም ALU በማህደረ ትውስታ ውስጥ የሚቀጥለው የፕሮግራሙ ትእዛዝ የት እንደሚገኝ ይፈትሻል።

ALU ብዙውን ጊዜ ከሲሊኮን ሴሚኮንዳክተሮች የተገነቡ የሎጂክ በሮች ይዟል. የሎጂክ በሮች በሁለትዮሽ ኮድ በመጠቀም በጥቂት ናኖሴኮንዶች ውስጥ ስራዎችን ማከናወን ይችላሉ; የአንድ እና የዜሮዎች ጥምረት. ይህ ሁለት አማራጮችን ያቀፈ ትእዛዝ ይሰጣል፡ ማብራት ወይም ማጥፋት፣ ተላላፊ ወይም የማይመራ። በኮምፒዩተር አርክቴክቸር መሰረት ብዙ ትዕዛዞች በአንድ ጊዜ በALU ውስጥ ይካሄዳሉ እና ከ 8 ፣ 16 ወይም 32 ቢት ጋር “ቃል” ለመመስረት አብረው ይሰራሉ። አንድ ቃል በአንድ የውሂብ መመዝገቢያ ውስጥ የተከማቸ ትልቁ የውሂብ መጠን ነው። ይህ በአንድ ጊዜ በአቀነባባሪው ሊሰራ የሚችል የውሂብ መጠን ነው።

የሚከተሉት መሰረታዊ ስራዎች በ ALU ውስጥ ይከናወናሉ፡

አንድ ወይም ብዙ ቢት ቦታዎችን ወደ ግራ ወይም ቀኝ ማንቀሳቀስ (ፈረቃ)
እንደ መደመር ወይም መደመር (መደመር) ባሉ ሁለት ቃላት ላይ የሂሳብ ስራዎችን ማከናወን;
በመረጃው ላይ አመክንዮአዊ ክዋኔዎችን (እና፣ ወይም፣ ኖት፣ NAND፣ NOR፣ XOR፣ XNOR) በማከናወን ላይ።

ከታች ያሉት ምስሎች ALUን እንደ ምልክት (በግራ) እና ቀዶ ጥገናውን ከ A እና B (መጪ) ወደ R (ወጪ) ከሚተረጉሙ የ IEC ምልክቶች ጋር ያሳያሉ.

በትክክለኛው ALU ላይ የምናያቸው የ NOT፣ OR እና AND በሮች ሎጂካዊ ስራዎችን ለመስራት በጣም የተለመዱ በሮች ናቸው። ከነዚህ ሶስት መሰረታዊ ወደቦች በተጨማሪ የሆኑ ወደቦች አሉ። በዚህ ገጽ ላይ ወደዚህ ጉዳይ በኋላ እንመለሳለን። በ NOT፣ OR እና AND በሮች፣ የግብአት ውጤቶች አስቀድሞ ሊዘጋጁ ይችላሉ። እንደ አዎ/አይሆንም ወይም እውነት/ሐሰት ያሉትን መልስ በሚያስቀምጥ ወረዳ አማካኝነት ለምሳሌ የእጅ ብሬክ ማስጠንቀቂያ መብራት በሁለት ግብዓቶች ላይ ተመስርቶ መብራቱ ሊነቃ ይችላል።

የእጅ ፍሬኑ ተተግብሯል?
የፍሬን ፈሳሽ ማጠራቀሚያ ደረጃ ትክክል ነው?

አንድ ወይም ሁለቱም መልሶች "አዎ" ብለው መመለስ ከተቻለ የማስጠንቀቂያ መብራቱ ነቅቷል። በዚህ ገጽ ላይ ተጨማሪ ምሳሌዎችን ይከተሉ።

ከታች ያለው ሰንጠረዥ እነዚህን ሶስት መሰረታዊ ወደቦች ያሳያል. በዚህ ገጽ ላይ እንደ አንባቢ ምንም አይነት ውዥንብር ላለመፍጠር በዋናነት የእንግሊዘኛ ስሞችን እንጠቀማለን (AND ፈንታ EN) ግን ሁለቱም ትክክል ናቸው። በምልክቶቹ (IEC እና ANSI) ላይም ተመሳሳይ ነው። የIEC ምልክቶችን እንተገብራለን፣ ነገር ግን በአሜሪካ ስነ-ጽሁፍ ውስጥ በዋናነት የANSI ምልክቶችን እናያለን። የሚከተለውም ይሠራል፡ አትቀላቅሏቸው እና አንድ አይነት ምልክት ይጠቀሙ።

ከሠንጠረዡ በታች የእያንዳንዱን በር ባህሪያት ማብራሪያ የተሰጠ ሲሆን የእውነት ሰንጠረዥ የትኞቹ ግብዓቶች 0 ወይም 1 እንደሚሰጡ ያሳያል።

ከታች ያሉት የሶስቱ በሮች ምልክቱ እና የእውነት ሰንጠረዥ ያለው ማብራሪያ ነው, ለተለያዩ የግብአት ውህዶች ውጤቶችን ያሳያል.

እና በር:
የ AND በር (ደች: AND በር) ብዙ ግብዓቶች ሊኖሩት ይችላል፣ ግን ሁልጊዜ አንድ ውፅዓት ብቻ አለው። በምስሉ ላይ ግብዓቶችን a እና b እናያለን። በሁለቱም ግብዓቶች ላይ 1 ወይም 0ን ማዘጋጀት ይቻላል, እርስ በእርሳቸው ተለያይተው. ሁለቱም ግብዓቶች (a እና b) 1 ከሆኑ ውጤቱ (Q) 1 ይሆናል። በሌሎች በሁሉም ሁኔታዎች ጥ ውጤቱ 0 ነው።

የብአዴን በር ሁለት ግብዓቶች (በዚህ ሁኔታ ግብአት A እና B) ውፅዓት ለማመንጨት አራት ሊሆኑ የሚችሉ ወረዳዎች አሉ። እነዚህም ከብአዴን በር ምስል በስተቀኝ ባለው የእውነት ጠረጴዛ ላይ ይታያሉ።
በአራት ግብዓቶች 16 አማራጮች አሉ;
ከስምንት ግብዓቶች ጋር 256 ዕድሎች እንኳን አሉ።

ወይም በር፡
የOR በር (ደች፡ ኦፍ ጌት) ከአንድ ውፅዓት ጋር ብዙ ግብዓቶች ሊኖሩት ይችላል። በOR በር፣ ከሁለቱ ግብዓቶች አንዱ 1 ከሆነ ውጤቱ 1 ነው፣ ወይም ሁለቱም ግብዓቶች 1 ከሆኑ።

በር አይደለም፡
የ NOT በር (ደች: NOT በር) እንደ ኢንቮርተር ይሰራል እና አንድ ግብዓት እና ውፅዓት ብቻ ነው ያለው። የግቤት ምልክቱ ይገለበጣል፡ የግቤት ምልክቱ 1 ሲሆን የውጤት ምልክቱ 0 ይሆናል እና በተቃራኒው።

ከተጠቀሱት ወረዳዎች በተጨማሪ (AND፣ OR እና NOT) በርካታ የመነሻ አመክንዮ ወረዳዎችን እናውቃለን። በእነዚህ ወረዳዎች ሁለቱን ቀደም ሲል የተወያዩትን ወረዳዎች ወደ አንድ ወረዳ ማጣመር እንችላለን።

NAND በር፡
የNo-AND በር የብአዴን በር ነው የተከተለውም የ NOT በር ነው። ብዙ ግብዓቶች 1 ካላቸው ውጤቱ 1 ነው። ሁሉም ግብአቶች 1 ሲኖራቸው ብቻ ውጤቱ 0 ነው። ይህ ቀደም ሲል ከተነጋገርነው የብአዴን በር ተቃራኒ ነው።

በር:
የNot-OR በር (የኦር-ያልሆነ በር) የOR በር ነው የተከተለውም የ NOT በር ነው። በርካታ ግብዓቶች ሊኖሩት ይችላል እና አንድ ውጤት ብቻ ነው ያለው። በዚህ ወረዳ ውስጥ ሁለቱም ግብዓቶች 1 ሲሆኑ ውጤቱ 0 ብቻ ይሆናል።

XOR በር፡
የ eXclusive-OR በር አንድ ግብአት ብቻ 1 ሲሆን ውጤቱ 1 የሆነ በር ነው። ሁለቱም ግብዓቶች አንድ አይነት የሎጂክ ሁኔታ ሲኖራቸው ውጤቱ 0 ይሆናል። የ XOR በር በጭራሽ ከሁለት ግብአቶች በላይ የለውም።

XNOR ወደብ፡
የኤክስክላሲቭ-OR በር NOT የተገጠመለት ሲሆን ይህም ልዩ-ያልሆነ-ወይም በር ያደርገዋል። ውጤቱ የተገለበጠው በXOR በር ላይ ነው።

ለእያንዳንዱ አይሲ ሁለቱም የኃይል አቅርቦት እና መሬት የተዘጋ ዑደት ለመድረስ መገናኘታቸው አስፈላጊ ነው. ሁለቱም ወደቦች ተንሳፋፊ መለኪያን ለመከላከል ቮልቴጅ መቀበል አለባቸው. ግብዓቶችን እና ውጤቶቹን በትክክል ለመቀየር ፑል አፕ እና ወደ ታች ተቃዋሚዎች ያስፈልጋሉ። እነዚህ ተቃዋሚዎች ከሌሉ፣ ወደቦች ቁጥጥር በማይደረግበት ጊዜ “ንቁ” ሆነው ሊቆዩ ይችላሉ። ወደቦች ከዚያም አስተማማኝ አይደሉም.

ጥምር ወረዳዎች እና አውቶሞቲቭ መተግበሪያዎች;
ዲጂታል አይሲዎች የአንዱን IC ውፅዓት ከሌላው IC ግብአት ጋር በማገናኘት አንድ ላይ ሊገናኙ ይችላሉ። በነዚህ ውህዶች ለማንኛውም ተፈላጊ የግብአት ጥምረት የሚፈለገውን የውጤት ውህደት የሚያመርቱ ወረዳዎች ሊደረጉ ይችላሉ። ብዙ አይሲዎች አንድ ላይ ሲገናኙ, ስለ ጥምር ዑደት እንናገራለን. ስለ ጥምር ዑደቶች ስሜት ለማግኘት፣ የአውቶሞቲቭ ቴክኒካል ምሳሌዎች ከዚህ በታች ተሰጥተዋል።

የብርሃን ማስጠንቀቂያ ወረዳ:
የጥምር ዑደት ተግባራዊ ምሳሌ የብርሃን ማስጠንቀቂያ ነው። ማቀጣጠያው ሲጠፋ እና የውጪው መብራቶች ሲበሩ በሩ ሲከፈት, ነጂው በድምጽ ማጉያ ማስጠንቀቂያ ሊሰጠው ይገባል. የብአዴን በር ለሶስቱ የመግቢያ ምልክቶች ያገለግላል። ባለፈው ክፍል እንደተገለፀው በውጤቱ ላይ 1 ለማግኘት እና ጩኸቱን ለማግበር ወደ ብአዴን በር የሚገቡት ሁሉም ግብአቶች 1 መሆን አለባቸው። በብአዴን በር ውስጥ ካሉት ሶስት ግብአቶች አንዱ 0 ከሆነ ውጤቱ 0 ይቀራል እና ጩኸቱ እንደጠፋ ይቆያል።

የመብራት ማብሪያ / ማጥፊያ፡ ማብሪያው ሲጠፋ፣ ግቤት a 0 ያሳያል። የመኪና ማቆሚያ ወይም ዝቅተኛ የጨረር መብራቶች ሲበሩ, ይህ 1 ይሆናል.
የማስነሻ መቆለፊያ፡ የመክፈቻ መቆለፊያው ሲበራ 1 በግቤት ላይ ይታያል ለ. ማቀጣጠያው ሲጠፋ ሀ 0. በዚህ አጋጣሚ የ OT ጌት 0ን ወደ 1 በመገልበጥ የ AND ጌት ትክክለኛ ምልክት ለማግኘት።
በር መቀየሪያ፡ በር ሲከፈት ምልክቱ ወደ መሬት ይቀየራል። ልክ እንደ ማስነሻ ማብሪያ / ማጥፊያ ፣ የ AND በር በትክክል እንዲሰራ 0 ወደ 1 መገለበጥ አለበት።

ተዛማጅ ገጾች፡