Hva er en halv subtraktor: krets ved hjelp av logiske porter

Innen elektronikkområdet er det mest avgjørende konseptet som hver komponent arbeider med, “ Logic Gates “. Ettersom begrepet logiske porter er implementert i alle funksjoner, for eksempel i integrerte kretser, sensorer, bytteformål, mikrokontrollere og prosessorer, kryptering og dekryptering, og andre. I tillegg til disse er det brede applikasjoner av Logic Gates. Det er mange typer logiske porter som Adder, Subtractor, Full Adder , Full Subtractor, Half Subtractor, og mange andre. Så, denne artikkelen gir kollektiv informasjon om halv subtraktorkrets , halvt subtraktor sannhetstabell og relaterte konsepter.

Hva er Half Subtractor?

Før vi skal diskutere halvtrakteren, må vi kjenne den binære subtraksjonen. I binær subtraksjon er prosessen med subtraksjon lik aritmetisk subtraksjon. Ved aritmetisk subtraksjon brukes base 2-tallsystemet mens binær subtraksjon benyttes binære tall for subtraksjon. De resulterende vilkårene kan betegnes med forskjellen og lån.

Halv subtraktor er den viktigste kombinasjonslogikkrets som brukes i digital elektronikk . I utgangspunktet er dette en elektronisk enhet eller med andre ord, vi kan si det som en logisk krets. Denne kretsen brukes til å utføre to binære sifre subtraksjon. I forrige artikkel har vi allerede diskutert begrepene halv adder og en full adder krets som bruker binære tall for beregningen. Tilsvarende bruker subtraktorkretsen binære tall (0,1) for subtraksjonen. Kretsen til halvtraktoren kan bygges med to logiske porter, nemlig NAND- og EX-OR-porter . Denne kretsen gir to elementer som forskjellen så vel som de låner.

Som i binær subtraksjon er hovedtallet 1, vi kan generere lån mens subtrahend 1 er bedre enn minuend 0, og på grunn av dette vil lån trenge. Følgende eksempel gir binær subtraksjon av to binære biter.

I ovennevnte subtraksjon kan de to sifrene representeres med A og B. Disse to sifrene kan trekkes fra og gir de resulterende bitene som differanse og lån.

Når vi observerer de to første og fjerde radene, er forskjellen mellom disse radene, da er forskjellen og lånene like fordi subtrahend er mindre enn minuend. Tilsvarende, når vi observerer tredje rad, trekkes minuendverdien fra subtrahend. Så forskjellen og låne bitene er 1 fordi subtrahend sifferet er overlegen minuend sifferet.

Denne kombinasjonskretsen er et viktig verktøy for alle slags digital krets å kjenne til de mulige kombinasjonene av innganger og utganger. For eksempel, hvis subtraktoren har to innganger, vil de resulterende utgangene være fire. O / p av halvtraktor er nevnt i tabellen nedenfor som vil indikere forskjellen bit samt låne bit. Kretsens sannhetstabellforklaring kan gjøres ved å bruke logikkportene som EX-ELLER logikkport og OG-portdrift, etterfulgt av IKKE port.

Løse sannhetstabellen ved hjelp av K-Map er vist nedenfor.

halvtrukker k kart

De halvt subtraktoruttrykk bruk av sannhetstabell og K-map kan avledes som

Forskjell (D) = ( x’y + xy ')

= x ⊕ y
Lån (B) = x’y

Logisk krets

De halv subtraktor logisk krets kan forklares ved hjelp av de logiske portene:

• 1 XOR-port
• 1 IKKE port
• 1 OG port

Representasjonen er

Half Subtractor Logical Circuit

Halvtrekksblokkdiagram

Blokkdiagrammet til den halve subtraktoren er vist ovenfor. Det krever to innganger og gir to utganger. Her er innganger representert med A&B, og utgangene er forskjell og lån.

Ovennevnte krets kan utformes med EX-OR & NAND-porter. Her kan NAND-porten bygges ved å bruke AND og IKKE porter. Så vi krever tre logiske porter for å lage en halv subtraktorkrets, nemlig EX-OR-porten, IKKE porten og NAND-porten.

En kombinasjon av AND og NOT gate gir en annen kombinert gate som heter NAND Gate. Ex-ELLER gate-utgangen vil være forskjell-bit og NAND-gate-utgangen vil være låne-bit for de samme inngangene A&B.

AND-porten

AND-porten er en type digital logikkport med flere innganger og en enkelt utgang, og basert på inngangskombinasjonene vil den utføre den logiske sammenhengen. Når alle inngangene til denne porten er høye, vil utgangen være høy ellers vil utgangen være lav. Logikkdiagrammet for AND gate med sannhetstabell er vist nedenfor.

OG Port og sannhetstabell

IKKE Gate

NOT-gate er en type digital logisk gate med en enkelt inngang, og basert på inngangen blir utgangen reversert. For eksempel, når inngangen til IKKE-porten er høy, vil utgangen være lav. Logikkdiagrammet til NOT-gate med sannhetstabellen er vist nedenfor. Ved å bruke denne typen logikkport kan vi utføre NAND- og NOR-porter.

IKKE Gate and Truth Table

Ex-ELLER Gate

Exclusive-OR eller EX-OR gate er en type digital logisk gate med 2-innganger og enkelt utgang. Arbeidet til denne logiske porten avhenger av ELLER-porten. Hvis noen av inngangene til denne porten er høye, vil utgangen til EX-ELLER porten være høy. Symbolet og sannhetstabellen til EX-OR er vist nedenfor.

XOR Gate and Truth Table

Half Subtractor Circuit ved hjelp av Nand Gate

Designingen av subtraktoren kan gjøres av ved hjelp av logiske porter som NAND-porten & Ex-ELLER-porten. For å designe denne halve subtraktorkretsen, må vi kjenne til de to begrepene, nemlig forskjell og lån.

Half Subtractor Circuit ved hjelp av Nand Gate

Hvis vi overvåker forsiktig, er det ganske klart at mangfoldet av operasjoner utført av denne kretsen, som er nøyaktig relatert til EX-ELLER gate-operasjonen. Derfor kan vi ganske enkelt bruke EX-OR-porten for å gjøre forskjell. På samme måte kan lånet som er produsert av halvt kretsløp enkelt oppnås ved å bruke en blanding av logiske porter som AND-gate og NOT-gate.

Denne HS kan også utformes ved å bruke NOR-porter der den krever 5 NOR-porter for konstruksjonen. Kretsskjemaet halvtrukker ved hjelp av NOR-porter er vist som:

Half Subtractor Using Nor Gates

Sannhetstabell

VHDL og Testbench Code

VHDL-koden for halvtraktor forklares som følger:

bibliotek IEEE

bruk IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL

bruk IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL

bruk IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL

enhet Half_Sub1 er

Port (a: i STD_LOGIC

b: i STD_LOGIC

HS_Diff: ut STD_LOGIC

HS_Borrow: ut STD_LOGIC)

avslutte Half_Sub1

arkitektur Behavioral av Half_Sub1 er

begynne

HS_Diff<=a xor b

HS_Lån<=(not a) and b

De testbenk kode for HS forklares som nedenfor:

BIBLIOTEK IEEE

BRUK ieee.std_logic_1164.ALL

ENTITY HS_tb IS

SLUT HS_tb

ARKITEKTUR HS_tb AV HS_tb IS

KOMPONENT HS

PORT (a: IN std_logic

b: IN std_logic

HS_Diff: UT std_logic

HS_Borrow: OUT std_logic

)

SLUTKOMPONENT

signal a: std_logic: = ‘0’

signal b: std_logic: = ‘0’

signal HS_Diff: std_logic

signal HS_Borrow: std_logic

BEGYNNE

nytt: HS PORT MAP (

a => a,

b => b,

HS_Diff => HS_Diff,

HS_borrow => HS_borrow

)

stim_proc: prosess

begynne

til<= ‘0’

b<= ‘0’

vent på 30 ns

til<= ‘0’

b<= ‘1’

vent på 30 ns

til<= ‘1’

b<= ‘0’

vent på 30 ns

til<= ‘1’

b<= ‘1’

vente

sluttprosess

SLUTT

Full subtraktor ved bruk av Half Subtractor

En full subtraktor er en kombinasjonsenhet som driver subtraksjonsfunksjonaliteten ved å bruke to biter og er minuend og subtrahend. Kretsen vurderer låne forrige utgang, og den har tre innganger med to utganger. De tre inngangene er minuend, subtrahend og inngangen mottatt fra forrige utgang som er lånt, og de to utgangene er forskjellen og lån.

Fullt subtraktorlogisk diagram

Sannhetstabellen for full subtraktor er

Med sannhetstabellen ovenfor er det logiske diagrammet for reklamekretsdiagrammet for implementering av full subtraktor ved hjelp av halve subtraktorer vist nedenfor:

Full subtraktor ved bruk av HS

Fordeler og begrensninger med Half Subtractor

Fordelene med halv subtraktor er:

• Implementeringen og konstruksjonen av denne kretsen er enkel og enkel
• Denne kretsen bruker minimalt med strøm i digital signalbehandling
• beregningsfunksjonaliteter kan utføres med forbedrede hastighetshastigheter

Begrensningene til denne kombinasjonskretsen er:

Selv om det er omfattende anvendelser av halvtraktor i mange operasjoner og funksjoner, er det få begrensninger, og de er:

• Halve subtraktorkretsene aksepterer ikke 'innlån' fra de tidligere utgangene der dette er den avgjørende ulempen med denne kretsen
• Siden mange sanntidsapplikasjoner opererer på subtraksjon av mange antall bits, har ikke halve subtraktorenheter noen mulighet til å trekke fra mange bits.

Anvendelser av Half Subtractor

Anvendelsene av halv subtraktor inkluderer følgende.

• Halv subtraktor brukes til å redusere kraften til lyd- eller radiosignaler
• Det kan bli brukes i forsterkere for å redusere lydforvrengningen
• Halv subtraktor er brukes i ALU av prosessoren
• Den kan brukes til å øke og redusere operatører og beregner også adressene
• Halv subtraktor brukes til å trekke de minst signifikante kolonnetallene. For subtraksjon av flersifrede tall kan den brukes til LSB.

Derfor, fra den ovennevnte halve subtraktorteorien, kan vi til slutt lukke at ved å bruke denne kretsen kan vi trekke fra en binær bit fra en annen for å gi utgangene som forskjell og lån. På samme måte kan vi designe halvtraktor ved hjelp av NAND-portkrets så vel som NOR-porter. De andre konseptene som skal være kjent er hva som er halve subtraktor verilog kode og hvordan RTL-skjematisk diagram kan tegnes?