論理回路（NAND、NOR）について

質問

現在論理回路について学習中です。
参考書を読んでいたら回路をNAND、NORのみを利用して作成するというものがありました。
実際、NAND,NORを利用すれば他の論理ゲートはどれも実現できるのでどんな回路も作れると思います。
実際に、このような考え方を利用したゲートアレイというものが使われているということも知りました。
参考書が少し古いので現在では違うかもしれませんが・・

そこで、今現在このような考え方を利用して実際に導入しているような例は何か無いでしょうか？
また、家電においても取り入れられているということも聞きましたが実際にはどうなのでしょうか？
あわせてNAND、NORのみを利用して回路を作ることで、利用するゲート数が増えてしまうという欠点を補って余りある利点も教えていただけると幸いです。

宜しくお願いします。

回答No.5

twoorjet · ベストアンサー

他の方がおっしゃっているように，NAND回路は，CMOS1ゲートで構成できるので，面積が小さく，高速に動作させることができます．

NAND，NORのみを利用している回路，というのは，少なくとも，私が携わっているデジタル家電用LSI（ASIC）ではないですね．やはり，可読性というものも求められますので，ANDゲートやORゲートも必要によって使用しています．

また，現在は，論理素子を結んで回路を作成するような設計（スケマティックな設計といいます）はあまり行われておらず，Verilog－HDLといったC言語ライクな上流設計が主流ですので，NANDやNORを使用するか，そのほかを使用するかは，論理合成ツール（C言語で言うコンパイラのようなもの）に任されてしまっているので，私たちが，それを意識することはほとんどなくなりました．．．

でも，私も昔は，論理圧縮でNANDだけを使用して回路を組みなおすといった地道な作業をしたこともありましたが＾＾；
あっ，論理回路は極端な話，NANDだけで構成することも可能です．．ゲートアレイの構成要素にもいろいろありますが，NANDだけで構成されているものもあります．

最後に，XOR(排他的論理和)は，普通に考えると，NOT2個，AND2個，OR1個で構成できることはわかりますよね？しかし，実は，NAND4個だけで構成できるのです．ブール代数を駆使して考えてみてください．

お礼

実際には可読性というものも絡んでくるんですね。
参考になりました。ありがとうございました。

回答No.4

a987654

ＬＳＩ、ＭＯＳ、ＣＭＯＳなどの説明は、他の方の言っておられる通りです。

＞家電においても取り入れられているということも
という点については、家電品のほとんどに使われているというのが正解と思います。
例えばデジタル表示のあるも又は、時計機能のあるものは、その表示に
使われているＬＳＩの中身に論理ゲート回路が使われています。
大昔はアナログでしかあり得なかったオーデオ機器にしてもデジタル化していますし．．．
例をあげたらキリがありません。
逆に家電品で論理回路が使われていないものを思い浮かべる方が困難です。
例えば
　単純なヘアードライヤ、ゼンマイ式タイマのトースタとか．．．

お礼

確かに仰るとおりです。
デジタル表示のあるもの・・と考えると既に家電のほとんどに使われていますね。
ありがとうございました。

回答No.3

komomomo

まず＃２の回答者の方の仰っているように、今のLSIはCMOSが主流ということを押さえておいて下さい。

CMOSトランジスターの利点は、消費電力の節約が出来るという事です。

CMOSトランジスターで調べてみて下さい。

お礼

そんな利点もあったんですね。
ありがとうございました。

回答No.2

guuman

今のLSIはCMOSが主流ですが
CMOSはNANDが基本回路です
だからORやANDは少し素子が大きくなるのです

NAND、NORのみを利用して回路を作ることで、利用するゲート数が増えてしまうという欠点を補って余りある利点

は間違いで小さい素子でできるからNANDやNORが使われるのです
しかも速度も速いのです
ドモルガンの定理によりANDやORを使ってもNANDやNORを使っても個数はあまり変わりません
むしろ少なくなる場合も多いのです

個数はほぼ同じで
面積が小さく
処理速度が速い

いいことづくめです

ANDとORは極力使わないようにすべきです

お礼

少なくなる場合もあるんですね。
必ずAND、ORを組んだ場合以上になると思っていました。
ありがとうございました。

回答No.1

jx-word

デジタル回路の基本はトランジスタですから、まずトランジスタをいくつか集めてNANDゲートやNORゲートを作り、これを組み合わせてFFや演算器などを作り、さらにこれらを組み合わせて・・・(続く)
最終的にはPentium 4とかの超巨大な集積回路になります。

実際に導入されているも何も、現在のデジタル回路はほぼすべてその考え方で作られているはずです。

お礼

ありがとうございました。参考になりました。