Sind NAND-Gatter mit 3-8 Eingängen üblich?

Wenn ich zum Beispiel 4-8 (oder mehr) Eingänge habe, die ich mit AND (oder sogar NAND oder OR) verbinden muss, sollte ich nach größeren Eingabegeräten wie dem 7430 NAND suchen oder es ist üblich, mehrere Quad 2- in Reihe zu schalten. Eingänge zusammen?

Ich lese das ZX Spectrum ULA-Buch und viele der Schaltungen scheinen bis zu 8 Eingänge zu haben, die zu einem OR / NOR / AND / NAND führen.

Ich wusste nicht, ob diese schematischen Symbole nur Verknüpfungen zur Darstellung mehrerer ICs waren oder ob es üblich war, die höheren Eingabegeräte zu verwenden.

Hoffe das macht Sinn.

Danke

Bitte posten Sie ein Bild, eine Skizze oder einen Link, wenn Sie sagen "Ich wusste nicht, ob diese schematischen Symbole [...]". Andernfalls wissen wir nicht genau, auf welche Symbole Sie sich beziehen, und müssen raten.
Entschuldigung, ich hatte das Referenzmaterial zu diesem Zeitpunkt nicht bei mir, aber ich werde sehen, ob ich etwas finden kann, und es posten ...

Antworten (3)

Versuchen Sie, selbst bei einem Distributor wie Digikey zu suchen, um sich ein Bild von der Verfügbarkeit zu machen.

Ich werde Sie Schritt für Schritt durchgehen, wenn ich beispielsweise nach einem NOR-Gatter mit mindestens 4 Eingängen gesucht habe. Ich interessiere mich hauptsächlich für CMOS-Familien der 4000er-Serie oder 74HC-CMOS-Familien (normalerweise nicht für dieselbe Anwendung).

Rufen Sie zunächst die Website auf und suchen Sie unter "Gatter und Wechselrichter" nach NOR-Gattern und wählen Sie "Auf Lager".

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Markieren Sie nun die Anzahl der Eingaben wie oben gezeigt und klicken Sie auf „Filter anwenden“.

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Grenzen Sie es dann wie oben gezeigt auf die interessierenden Logikfamilien ein und klicken Sie auf „Filter anwenden“.

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Gehen Sie dann auf eine angemessene Verpackung ein (vorausgesetzt, Sie kaufen keine Rolle). Du weißt was zu tun ist..

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Es bleibt nur eine Seite übrig, sortieren Sie sie jetzt nach abnehmender verfügbarer Menge, indem Sie wie oben auf den Spaltenkopf klicken. Die sortierte Spalte wird hervorgehoben (ausgegraut).

Sie können sehen, dass die einzige verfügbare Wahl mit den oben genannten Einschränkungen verschiedene Versionen des 74HC4002 oder des 4002 sind, und sie scheinen ziemlich verfügbar zu sein. Es ist ein duales Gate mit 4 Eingängen.

Sie können dies für jedes gewünschte Tor wiederholen, und es dauert sehr wenig Zeit.

Sie können Gates kaskadieren, verlieren jedoch offensichtlich jedes Mal die Laufzeit eines Gates, wenn Sie ein anderes Gate in Reihe durchlaufen. Wenn Sie zwei Gatter mit 4 Eingängen mit einem Gatter mit 2 Eingängen kombinieren, um ein Gatter mit 8 Eingängen zu erhalten, haben Sie zwei Ausbreitungsverzögerungen.

Vielen Dank für eine sehr ausführliche Antwort. Ich habe meine Frage wahrscheinlich nicht sehr gut formuliert, aber das ist im Wesentlichen das, was ich herausfinden wollte. Wie in "sind 4 Eingangsgatter zu selten, um sie in eine Schaltung einzubauen". Aber andererseits wären alle meine Schaltungen Open Source und Hobbyprojekte, so dass ein hohes Volumen kein Problem wäre, aber ich würde es hassen, wenn Leute, die meine Schaltungen erstellen, es schwer haben, diese Gates zu finden.
@cbmeeks Ja. Es gibt Ihnen eine Vorstellung davon, ob die Teile in ein paar Jahren verfügbar sein werden. Wenn es nur noch einen Hersteller gibt und Teile nicht auf Lager sind und eine große Auswahl an Paketen nicht verfügbar ist, können Ihre Open-Source-Leute sie möglicherweise in ein oder drei Jahren nicht finden.

Es wurden einige Gatter mit 3 Eingängen hergestellt, mit drei Schaltungen pro Gehäuse. Dies bedeutete, dass 12 Pins benötigt würden (3 Eingänge, 1 Ausgang) x 3, und das Hinzufügen von VCC und GND verbraucht alle 14 Pins in einem 14-Pin-Gehäuse, das zu der Zeit, als diese Teile vor 40 Jahren entwickelt wurden, sehr beliebt war. Hier sind die mir bekannten Logik-ICs mit 3 Eingängen:

triple 3-input NAND 74HCT10, CD4023
triple 3-input NOR 74HCT27, CD4025
triple 3-input OR  74HCT4075, CD4075 
triple 3-input AND 74HCT11, CD4073

Es wurden die gleichen Arten von Gattern mit 4 Eingängen hergestellt, jetzt mit zwei Schaltkreisen pro Gehäuse. Dies bedeutete, dass 10 Pins benötigt würden (4 Eingänge, 1 Ausgang) x 2, und das Hinzufügen von VCC und GND würde zwei Pins in einem 14-Pin-Gehäuse ungenutzt lassen. Warum also vier Eingänge, wenn es fünf geben könnte? Vielleicht, weil 4-breite Busbreiten häufiger sind. Hier sind die mir bekannten Logik-ICs mit 4 Eingängen:

dual 4-input NAND 74HCT20, CD4012
dual 4-input NOR 74HCT4002, CD4002
dual 4-input AND 74HCT21, CD4082
dual 4-input OR  CD4072

Beachten Sie, dass meines Wissens in der Familie der 7400-Serie nie ein Dual-ODER mit 4 Eingängen veröffentlicht wurde.

Jemand kam daher und entwarf schließlich ein doppeltes NOR-Gatter mit 5 Eingängen (das die beiden unbenutzten Pins nutzte), aber es wurde nur in zwei Familien veröffentlicht: 74F260 und 74S60. Anscheinend war es also nicht allzu beliebt. Es gibt keine doppelten NAND-, UND- oder ODER-Gatter mit 5 Eingängen.

Soweit ich weiß, wurden nur zwei Gates mit 8 Eingängen hergestellt:

8-input NAND 74HCT30, CD4068B
8-input NOR/OR 74HC4078

Bis zur Veröffentlichung des 74HC4078 waren keine OR- oder NOR-Gatter mit 8 Eingängen verfügbar. Beachten Sie jedoch, dass der 744078 nicht in der HCT-Familie verfügbar ist, sondern nur in HC. Und es ist ziemlich schwer zu finden, da es sowohl bei Digi-Key als auch bei Mouser gelistet, aber nicht vorrätig ist. Die NOR/OR-Bezeichnung bedeutet nicht, dass sich sowohl OR- als auch NOR-Gatter im Gehäuse befinden, vielmehr werden die acht Eingänge in ein NOR eingespeist, dem ein Inverter folgt. Es stehen also sowohl NOR- als auch OR-Ausgänge gleichzeitig zur Verfügung.

Wie zuvor fragt man sich, warum 8 Eingänge (benötigt 9 Pins, wobei drei ungenutzt bleiben) und nicht 11 Eingänge (benötigt 12 Pins, wobei die restlichen zwei für VCC und GND verbleiben). Auch hier fällt mir nur ein, die Breite zu begrenzen, um sie an gängige Busbreiten anzupassen.

Der 74HC133 ist ein NAND mit 13 Eingängen und ist nicht in der HCT-Familie verfügbar. Abgesehen davon sind mir keine Gates mit 6, 7, 9 oder höheren Eingängen jeglicher Art bekannt.

Vielen Dank für diese großartige Antwort und den Verweis auf die Teilenummern.
@cbmeeks In Bezug auf die Verfügbarkeit können Sie sich sehr sicher für einen der acht Chips entscheiden, bei denen ich sowohl eine 74HCTxxx-Teilenummer als auch eine CDxxx-Teilenummer aufgeführt habe.
Haben Sie eine Ahnung, ob es einen Grund für das Chip-Layout gab, Pins bei Dingen wie dem NAND-Paket mit zwei Eingängen mit 4 Eingängen unbenutzt zu lassen, anstatt z Gatter oder vielleicht Gatter mit fünf Eingängen verwenden, wobei ein Eingang invertiert ist? Ich denke, das Hinzufügen zusätzlicher Wechselrichter könnte den Stromverbrauch leicht erhöht haben, aber ich würde erwarten, dass ein erheblicher Teil der Wechselrichter am Ende nützlich sein würde.
@supercat Nein bin ich nicht. Wie ich in meiner Antwort sagte, denke ich nur, dass Gates mit 4 und 8 Eingängen logischer erschienen. Das Hinzufügen der komplementären Ausgänge, die Verwendung der zusätzlichen zwei Pins, wäre sehr nützlich gewesen, aber anscheinend dachte damals niemand daran. Ich bin überrascht, dass niemand Variationen der Grundtypen mit dieser Funktion veröffentlicht hat.
@tcrosley: Ich finde es interessant, dass nicht mehr "Commodity" -Chips im 74xx-Stil eingeführt wurden, um einige verschiedene Probleme zu lösen (z. B. zwei NAND- und zwei NOR-Gatter in einem Paket kombinieren oder drei unabhängige digitale Mux mit zwei Eingängen Gates oder vier Common-Select-Pass-Gates mit zwei Eingängen usw.) Ich habe ein paar nette "clevere" Logikgatter gesehen, aber sie scheinen eine einzige Quelle zu sein. Es scheint, dass die F & E-Kosten für solche Geräte niedrig genug sein sollten, dass ein Unternehmen, das einige entwickelt hat, davon profitieren könnte, sie für fast nichts zu lizenzieren (wodurch sie als "Commodity" -Teile angesehen werden können ...
...und die zunehmende Bereitschaft der Ingenieure, sie in ihre Entwürfe zu integrieren).
Nun, zumindest haben wir es besser als die 1960er Jahre. Der Apollo Guidance Computer, der zum Mond flog, verwendete 2.800 logische ICs – alle vom gleichen Typ (dual 3-input NORs). Ich nehme an, das war für die Zuverlässigkeit. Natürlich können Sie jedes Logikelement aus NAND- oder NOR-Gattern machen. Die Chipfamilie war RTL (Widerstands-Transistor-Logik) und jeder Chip kostete je nach Bestellung etwa 15 bis 20 US-Dollar pro Stück (in US-Dollar von 1962).
@tcrosley Angesichts Ihrer Erwähnung, dass 4-Bit- und 8-Bit-Busse am weitesten verbreitet sind, wurde es vielleicht als vorzuziehen angesehen, keine 5-, 6-, 7- oder 11-Eingangsdesigns zu erstellen, da die unbenutzten, aber funktionsfähigen Pins bei Verwendung in einem 4-Bit- oder Das 8-Bit-Design müsste entsprechend explizit nach oben oder unten gezogen werden, um sie nicht schwebend und damit empfindlich gegenüber Rauschen zu lassen.
@AnindoGhosh Sie haben vielleicht Recht; Obwohl das Herunterziehen auf Masse keinen Widerstand benötigt, beträgt der Strom für ein TTL-Signal an einem Eingang das 40-fache eines Eingangs mit hohem Pegel. Klimmzüge werden also bevorzugt, erfordern aber einen Widerstand.

Es sind ziemlich viele Logikgatter mit mehr als zwei Eingängen verfügbar. Beispielsweise wird die 7400-Serie von Logikgattern auf dieser Wikipedia-Seite beschrieben .

Speziell für 8 Eingänge gibt es:
7430 NAND-Gatter mit 8 Eingängen
744078 OR/NOR-Gatter mit 8 Eingängen

Sind NAND-Gatter mit 3-8 Eingängen üblich?
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