Project1:Boolean Logic

目录

  • Part1:Lecture && book
    • unit 1.1 Boolean Logic
    • unit 1.2 boolean function synthesis
    • unit 1.3 logic gates
    • unit 1.4 Hardware Description language
    • unit 1.5 Hardware simulation
    • unit 1.6 Multi-bit Buses
  • part2:Project


Part1:Lecture && book

unit 1.1 Boolean Logic

abstract 0 1

basic operation
and operation
or operation
not operation

boolean expressions
boolean funcitons
fomula
truth table

boolean identities
为了简化公式
交换律
结合律
分配律
德摩根律

boolean Algebra

unit 1.2 boolean function synthesis

真值表->逻辑表达式
如何化简为最短的表达式–>没有很有效的方法,本质上是一个NP问题

了不起的数学定理:
对于任意的布尔函数,都可以仅仅使用与门、或门、非门表达
进一步:
对于任意的布尔函数,都可以仅仅使用与门、非门表达

如何证明??只需要证明or能够使用And 、Not表达即可
德摩根定律:
(x or y) = not(Not(x) and Not(y))

能否更短一些?
放弃And?这是没有意义的,因为会有二元操作的存在
放弃Or?不行,因为And如果有一个0,那么一直输出就为0
另外一种操作:nand可以表示所有的逻辑表达式

x y nand
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

x nand y = not(x and y)
如何证明:
Not能够用Nand表示
And能够用Nand表示
not(x) = (x nand x)
(x and y) = not(x nand y)

所有的逻辑函数都可以使用与非门定义

接下来的内容:
抽象的逻辑操作-->实际的门电路

unit 1.3 logic gates

logic gates:实现Boolean函数的硬件门电路
primitive gates:
nand

elementry gates:
and
or
not

composite gates:
mux
adder

unit 1.4 Hardware Description language

描述门电路:接口 && 功能(真值表)
Project1:Boolean Logic_第1张图片

unit 1.5 Hardware simulation

load hdl
load test script

simulation options:
interactive
script-based

recorder the output
compare the actual output with desire output

unit 1.6 Multi-bit Buses

bus的概念:
Project1:Boolean Logic_第2张图片

注意:
4-way add
bit-wise add
Project1:Boolean Logic_第3张图片


part2:Project

一个典型的计算机架构都是由逻辑门单元及其多bit版本构建,如And、Or、Mux、And16、Or16、Mux16等;

本次project的目标是通过primitive Nand搭建如下门电路:

Project1:Boolean Logic_第4张图片


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