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Mise en œuvre de circuits logiques à partir d'expressions

Systèmes de logique numérique : de zéro à expert

17. Mise en œuvre de circuits logiques à partir d'expressions

Une fois qu'une expression booléenne est minimisée (soit SOP, soit POS), l'étape suivante consiste à la traduire en un circuit physique à l'aide de portes logiques.

Implémentation SOP (Structure ET-OU)

Les expressions SOP (Sum-of-Products) se mappent naturellement à une structure de circuit à deux niveaux :

  1. Niveau 1 : Portes ET : Chaque terme produit (par exemple, $A\overline{B}C$) nécessite une porte ET. Les entrées de ces portes peuvent nécessiter des inverseurs si la variable est complémentée.
  2. Niveau 2 : Porte OU : Toutes les sorties des portes ET sont acheminées vers une seule grande porte OU pour produire la somme finale.

Exemple : $Y = A\overline{B} + B C$

  • Une porte ET à 2 entrées pour $A\overline{B}$.
  • Une porte ET à 2 entrées pour $B C$.
  • Une porte OU à 2 entrées connecte les résultats.

Implémentation POS (Structure OU-ET)

Les expressions POS (Product-of-Sums) se mappent à la structure duale :

  1. Niveau 1 : Portes OU : Chaque terme somme (par exemple, $A + \overline{B}$) nécessite une porte OU.
  2. Niveau 2 : Porte ET : Toutes les sorties des portes OU sont acheminées vers une seule grande porte ET pour produire le produit final.

Utilisation des Portes Universelles (NAND/NOR)

Dans de nombreuses applications, les CI ne contiennent que des portes NAND ou NOR. Nous pouvons implémenter n'importe quel circuit SOP en utilisant uniquement des portes NAND (configuration NAND-NAND) et n'importe quel circuit POS en utilisant uniquement des portes NOR (configuration NOR-NOR). Ceci est réalisé en appliquant les théorèmes de De Morgan pour faire passer les inversions à travers les portes.