Di laboratorium dan ceramah elektronik digital saya, kami disuruh mencoba dan membuat barang-barang dari gerbang NAND, karena itu adalah gerbang termurah yang bisa dibeli. Kenapa ini? Mengapa gerbang OR / AND bukan yang termurah untuk dibeli?
digital-logic
Dekan
sumber
sumber
Jawaban:
Gerbang NAND murah karena ada banyak dari mereka tergeletak di sekitar tahun 1980-an.
Serius meskipun, gerbang NAND adalah tentang gerbang logika paling sederhana. Anda dapat menganggapnya sebagai inverter multi-input. Secara elektrik, itulah tepatnya gerbang TTL NAND. Setiap input hanyalah emitor yang ditambahkan ke transistor input. Sisa rangkaian hanyalah inverter. Ini berbeda dalam CMOS, tetapi gerbang NAND masih sangat sederhana.
Karena chip memerlukan beberapa transistor, mereka bisa berukuran kecil, yang memungkinkan banyak dari mereka per wafer silikon, yang membuatnya murah.
sumber
Salah satu alasan hal ini dapat dikatakan adalah bahwa dalam sirkuit CMOS, gerbang NAND keduanya lebih kecil, area-bijaksana, dan lebih cepat dari gerbang NOR, sedangkan gerbang AND dan OR membutuhkan rangkaian inverter eksplisit yang sebanding dalam ukurannya dengan NAND / MAUPUN. Jadi dalam CMOS, NAND sedikit lebih murah.
Ini tidak berlaku untuk nMOS (ini sebaliknya di sana), dan tentu saja tidak berlaku untuk gerbang paket seperti seri 74x - biaya area sepenuhnya dikalahkan oleh biaya pengemasan dan biaya overhead lainnya.
Referensi: Desain VLSI oleh Peter Robinson , hal.14, "Dalam CMOS, gerbang NAND memiliki kecepatan dan karakteristik area yang lebih baik daripada gerbang NOR".
Referensi 2: di sini , diparafrasekan: "Dalam CMOS, gerbang NOR memiliki dua pMOS secara seri yang membuatnya lebih lambat karena mobilitas lubang yang buruk."
sumber
Fungsi logis apa pun dapat dibangun dari gerbang NAND (atau NOR), bahkan sistem yang lengkap. ATAU dan DAN gerbang harganya hampir sama dengan NAND, tetapi Anda perlu inverter juga. 1.000 gerbang NAND akan lebih murah daripada campuran OR, AND, dan inverter.
Seymour Cray digunakan untuk membangun komputer super Cray-nya dari gerbang ECL NOR karena alasan itu.
sumber
Beberapa poin yang belum disebutkan:
Desain logika apa pun yang tidak menginginkan logika tiga-negara atau kecepatan optimal dapat diimplementasikan sepenuhnya dengan gerbang NAND. Itu bukan berarti bahwa gerbang NAND selalu merupakan cara paling praktis untuk mengimplementasikan berbagai hal. Sebuah gerbang eksklusif atau, misalnya, akan membutuhkan empat gerbang NAND dua input untuk dibangun, yang mewakili total enam belas transistor dalam CMOS. Jika seseorang membangun gerbang CMOS eksklusif-ATAU langsung dari transistor, pekerjaan dapat dilakukan dengan delapan.
sumber
Sepertinya saya ingat ada inversi alami. Jadi gerbang AND akan membutuhkan inverter tambahan tetapi NAND tidak. Atau saya bisa saja salah ...
sumber
Selain sederhana, gerbang NAND dapat digunakan sebagai pengganti semua gerbang lainnya, oleh karena itu, ketika perusahaan membeli dalam jumlah besar, mereka hanya membeli gerbang NAND karena mereka dapat digunakan untuk semuanya. Ini menghemat ruang penyimpanan dan lebih murah dalam jumlah besar. Oleh karena itu, produsen mengikuti tren - lebih banyak permintaan memungkinkan mereka menurunkan harga untuk meningkatkan laba di masa depan.
sumber