Les portes logiques
Les briques de base de tout circuit numérique
Une porte logique est un composant électronique qui effectue une opération logique sur une ou plusieurs entrées binaires et produit une sortie binaire. Les portes sont fabriquées à partir de transistors ; dans un processeur moderne, il y en a des milliards.
Il existe 7 portes fondamentales. Chacune est définie par sa table de vérité (tous les cas possibles) et son expression booléenne.
NOT — L'inverseur
La porte NOT (inverseur) possède 1 entrée et inverse son état : 0 devient 1, 1 devient 0.
NOT
| A | S = NOT A |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
AND — Le ET logique
La sortie de AND est 1 uniquement si toutes les entrées sont à 1.
AND
| A | B | S = A AND B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
OR — Le OU logique
La sortie de OR est 1 si au moins une entrée est à 1.
OR
| A | B | S = A OR B |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
NAND et NOR — Les universelles
NAND = NOT AND. NOR = NOT OR. Ce sont les portes universelles : on peut construire n'importe quelle autre porte logique uniquement avec des NAND (ou uniquement avec des NOR). C'est pourquoi beaucoup de circuits intégrés les utilisent exclusivement.
NAND
Universelle
NOR
Universelle
| A | B | NAND | NOR |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
XOR et XNOR
XOR (OU exclusif) : la sortie est 1 si exactement une entrée est à 1. C'est l'opération clé de l'addition binaire (voir leçon 06).
XNOR (OU exclusif inversé) : la sortie est 1 quand les deux entrées sont égales.
XOR
1 si entrées différentes
XNOR
1 si entrées égales
| A | B | XOR | XNOR |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 |
- NOT : inverse l'entrée. 1 entrée, 1 sortie.
- AND : 1 seulement si toutes les entrées à 1.
- OR : 1 si au moins une entrée à 1.
- NAND / NOR : portes universelles (peuvent reconstruire toutes les autres).
- XOR : 1 si les entrées sont différentes. Fondamental pour les additionneurs.
- XNOR : 1 si les entrées sont égales. Utile pour les comparateurs.