Phần 3: Cổng logic – AND, OR, NAND, XOR, NOT

Qua hai bài viết trước đó, chúng ta đã nhận được sự hiểu biết về FPGA. Bây giờ, bạn đã sẵn sàng trở thành một nhà thiết kế kỹ thuật số giỏi. Nhiệm vụ của bạn là “vẽ mạch điện bằng code” để kết nối các phần tử cơ bản trong FPGA (các cổng logic) thành một “phần cứng” thực hiện một chức năng thú vị nào đó.

Trước tiên, để hiểu các phần tử cơ bản trong FPGA, chúng ta hãy tìm hiểu một chút trong bài học hôm nay.

Bạn đang xem: Phần 3: Cổng logic – AND, OR, NAND, XOR, NOT

Cổng logic là gì?

Đại số Boolean là cơ sở hoạt động của một FPGA. Đại số Boolean mô tả các phép tính trong đó đầu vào và đầu ra chỉ có giá trị đúng hoặc sai (1 hoặc 0). Vì vậy, bạn không cần phải lo lắng nếu bạn không thể tính toán tốt, đại số Boolean là môn toán cơ bản nhất rồi đấy! Nó được giới thiệu vào năm 1854 bởi nhà toán học George Boole. Với các quy tắc được thiết lập bởi đại số Boolean, chúng ta có thể tạo ra nền tảng để thực hiện tất cả các phép toán logic cơ bản.

Các phép tính được thảo luận trong bài viết này bao gồm: AND, OR, NOT, XOR và NAND. Khi kết hợp các cổng này, chúng ta có thể tạo ra những phép logic phức tạp hơn như cộng, trừ, chia, v.v… Tuy nhiên, trước hết chúng ta cần hiểu những điều cơ bản này.

Bảng chân lý

Khái niệm đầu tiên cần hiểu là bảng chân lý (Truth-Table). Một bảng chân lý là một bảng mô tả chức năng của một cổng dựa trên các đầu vào và đầu ra. Điều này dễ hiểu nhất khi nhìn vào bảng chân lý của cổng AND.

Cổng AND

Một cổng AND có 2 đầu vào và 1 đầu ra. Mỗi đầu vào có thể có giá trị 0 hoặc 1 và giá trị đầu ra phụ thuộc vào 2 giá trị đầu vào. Đầu ra chỉ là 1 khi cả hai giá trị đầu vào là 1 (tương tự như khi có 2 công tắc liên kết với một bóng đèn, chỉ khi cả hai công tắc đều đóng thì bóng đèn mới sáng). Dưới đây là mô hình và bảng chân lý cho một cổng AND:

Cổng OR

…

Cổng NOT

…

Cổng XOR

…

Cổng NAND

…

Với những kiến thức cơ bản về các cổng logic này, bạn đã sẵn sàng tiếp tục trở thành một nhà thiết kế kỹ thuật số giỏi. Hãy khám phá thêm và tìm hiểu cách kết hợp các cổng này để tạo ra những phép logic phức tạp và thú vị hơn.

Nếu bạn muốn biết thêm chi tiết hoặc tìm hiểu về chúng tôi, hãy ghé thăm Izumi.Edu.VN.

Nguồn: https://izumi.edu.vn/
Danh mục: Tài liệu toán