Основные элементы: AND, OR, NOT и BUFFER

Элемент задаёт функцию для всех входных комбинаций

Для входов $a,b\in\{0,1\}$ AND выдаёт 1, когда оба равны 1, а OR — когда хотя бы один равен 1. NOT инвертирует^{iИнверсия — операция NOT, меняющая 0 на 1 и 1 на 0. Черта над формулой означает применение NOT ко всему выражению под ней. Подробнее} вход, BUFFER передаёт логическое значение без изменения. Реальный BUFFER тоже имеет нагрузочную способность и задержку; здесь рассматриваем только его логическую функцию.

В булевой алгебре^{iБулева алгебра оперирует значениями 0 и 1 и операциями AND, OR, NOT. Знак сложения здесь обычно означает OR, поэтому правила отличаются от сложения целых чисел. Подробнее} $ab$ означает AND, $a+b$ — OR, $\overline a$ — NOT. Поэтому $1+1=1$ здесь не целочисленное сложение. Также используются обозначения $a\land b$, $a\lor b$, $\neg a$.

Читайте обозначение, входы и таблицу одновременно

Выберите AND и OR ниже и проверьте все наборы 00→01→10→11. Сравните прямую входную и округлую выходную стороны AND с изогнутой входной стороной OR. У NOT маленький кружок на конце треугольника обозначает инверсию. BUFFER — треугольник без кружка. Здесь показаны распространённые обозначения; в других стандартах могут применяться прямоугольники.

OR означает «хотя бы один», а не «ровно один». При двух единицах OR равен 1, а XOR из следующей лекции — 0. Пропустив строку таблицы истинности^{iТаблица истинности перечисляет все возможные комбинации входов и выход для каждой из них. Изменения во времени проверяют отдельно по временным диаграммам.}, можно упустить это различие.

Соединение условий образует схему

Схема с разрешением $e$, которая выдаёт сигнал при включении хотя бы одного из двух датчиков $a,b$:

Сначала OR формирует $a+b$, затем AND объединяет результат с $e$. При $e=0$ выход равен 0 независимо от датчиков. Три входа дают $2^3=8$ комбинаций: проверьте совпадение спецификации и реализации во всех восьми строках.

Минимальные правила чтения RTL

a & b, a | b, ~a — побитовые AND, OR, NOT. При векторах a=0010, b=0100 результат a & b=0000, но логическое условие a && b равно 1, поскольку оба вектора ненулевые. Унарное &a свёртывает все биты операцией AND. Побитовые, логические операции и операции свёртки имеют разные значения и ширины результата.

Таблица истинности показывает значения после стабилизации входов. Правильные обозначения и выражения не устраняют задержку распространения^{iЗадержка распространения — время от изменения входа до установления правильного выхода. Логическая эквивалентность выражений и их временные характеристики — разные вопросы. Подробнее} или кратковременные выбросы.