Kas yra NAND?

NAND arba NAND vartai yra terminas, randamas skaitmeninėje elektronikoje. Tai reiškia loginius vartus, kurie sukuria konkretų rezultatą. Rezultatai visada pateikiami dvejetainiu formatu, tai reiškia, kad galimi tik du išėjimai – taip ir ne, tiesa arba klaidinga, arba 0 ir 1. Pats NAND yra Not-And trumpinys.

NAND vartai grąžina vieną kaip rezultatą kiekvienu įvesties atveju, išskyrus tuos atvejus, kai visi įvesties elementai taip pat yra 1. Taigi, jei įvedami 0 ir 0 arba 0 ir 1, išvestis yra 1. Tik jei įvestis yra 1 ir 1, ar NAND vartai grąžina 0.

Patarimas: įvestis ir išvestis kartais laikomos aukštomis ir žemomis, o ne teisingomis ar klaidingomis. Natūralu, kad žemas yra 0, o aukštas yra 1. Funkciškai nesvarbu, kaip jie vadinami – svarbios dalys yra 0 ir 1 reikšmės.

NAND vartai taip pat neapsiriboja dviem įvestimis – nors jie turi turėti mažiausiai du, jie gali apdoroti daugiau. Logika išlieka ta pati – jei visi įėjimai nėra 1, vartai visada grąžins vieną, nesvarbu, kiek įėjimų yra. Standartinės sąrankos yra 2, 3, 4 ir 8 įėjimų vartai. Šios versijos aktyviai naudojamos rinkoje esančiuose puslaidininkiuose.

NAND vartų naudojimas

Kartu su panašiais, bet skirtingos sąrankos NOR vartais, NAND vartai yra būtini šiuolaikinėje skaitmeninėje elektronikoje. Jie gali būti naudojami absoliučiai bet kuriai Būlio funkcijai išreikšti, jei jie yra teisingai sujungti. Būlio funkcija yra funkcija, pagrįsta dviem reikšmėmis – dar kartą 0 ir 1. Būlio funkcijos ir loginiai vartai, tokie kaip NAND arba NOR, yra būtini dirbant įvairias kompiuterio dalis.

Jų gebėjimas išreikšti kitas funkcijas vadinamas „funkciniu užbaigtumu“ – ir, kaip minėta, Būlio funkcijas, tokias kaip AND, OR, XNOR ir NOT, galima visiškai apibūdinti per NAND vartus. Galite sukurti visą kompiuterio procesorių tik iš NAND vartų. Taip nėra, nes tai būtų brangu, neefektyvu ir neprilygsta našumui... tačiau techniniu požiūriu tai įmanoma!

Šie vartai yra esminės kompiuterio aparatinės įrangos dalys – jie randami daugumoje puslaidininkių, naudojamų, pavyzdžiui, kaip pagrindinis kompiuterio dalių komponentas. Įdėjus į integrinį grandyną arba PCB, NAND užtvaras užims tris trinkeles – dvi dviem įvesties reikšmėms (arba daugiau, jei vartams reikia apdoroti daugiau nei du) ir vieną gautam išėjimui.

Teorinis NAND

Nors daugeliu atvejų nuoroda į NAND reikš fizinius vartus, naudojamus kuriant procesorius ar SSD, taip yra ne visada – NAND taip pat yra atitinkamos Būlio funkcijos pavadinimas. Šiuo atveju tai reiškia matematinę funkciją, kurią 1913 m. įrodė Henry Shefferis. Teorinė versija dažnai vadinama NAND logika, kad būtų galima atskirti ją nuo aukščiau paminėtų NAND vartų.
Ši logika ir atitinkama funkcija išreiškiama taip:

NAND diagrama ir tiesos lentelė

Tiesos lentelėje paaiškinamos galimos pirmiau minėtos įvesties ir išvesties parinktys. Visi deriniai, išskyrus visus 1, grąžina 1 – ir visi 1 įėjimai grąžina 0 kaip išvestį.