Porte logiche

Introduzione

Una porta logica, in elettronica digitale e informatica, è un circuito digitale in grado di implementare (cioè di realizzare, simulandone la “logica matematica” mediante opportuni controlli su segnali elettrici) una particolare operazione logica di una o più variabili booleane.

In base al numero di ingressi, che rappresentano il numero di variabili che una porta logica può ricevere in input, le porte logiche si possono classificare in:

• porte a due variabili: AND, OR, EXOR, NOR, NAND e EXNOR;
• porte a singola variabile: NOT e BUFFER.

In particolare le porte OR, AND e NOT costituiscono un insieme funzionalmente completo: attraverso gli operatori logici che implementano è possibile generare qualsiasi funzione logica.

AND

AND è una porta logica che riceve in ingresso almeno due valori e restituisce 1 solo se tutti i valori di ingresso hanno valore 1. Viene chiamata in italiano “porta di necessità” perché appunto NECESSITA che i valori in entrata siano uguali affinché il valore d’uscita sia verificato.Il valore uscente si può trovare tramite la formula Y=A*B in cui Y è l’output, con tre input Y=A*B*C e così via.

NAND

Al contrario la porta NAND restituisce la negazione di una porta AND, quindi restituisce 1 quando negli ingressi è presente lo 0, e 0 solo quando tutti i valori in ingresso sono 1. Il valore uscente si può trovare tramite la formula Y=1-(A*B) in cui Y è l’output, con tre input Y=1- (A*B*C) e così via.

INPUT		OUTPUT
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

OR e NOR

OR è una porta logica che riceve in ingresso almeno 2 valori e restituisce 1 se almeno un valore di ingresso ha valore 1. Viene chiamata in italiano “porta di sufficienza” perché appunto è SUFFICIENTE che almeno uno dei [due o più] valori in entrata sia verificato affinché il valore in uscita sia vero.
Al contrario la porta NOR restituisce la negazione di una porta OR e quindi restituisce 1 solo quando tutti i valori in ingresso sono 0.

INPUT		OUTPUT
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

INPUT		OUTPUT
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

EXOR e EXNOR

EXOR (EXclusive OR) è una porta logica che riceve in ingresso “n” valori e restituisce “1” in uscita se, e solo se, vi è almeno un ingresso che differisce dagli altri.
Segue la tavola di verità di una porta XOR a “n=2” ingressi:

NOT 

E  una porta logica che inverte il segnale in ingresso.

Poi le porte logiche si possono combinare