Réalisez des fonctions logiques à base de multiplexeurs

Les fonctions logiques de base, à savoir INV, AND, NAND, OR, NOR, XOR ou XNOR, peuvent être implémentées à base de transistors NMOS et PMOS, mais aussi à base de multiplexeurs.

Avec une simple fonction multiplexeur, il est possible de construire quatre opérateurs à base de une ou deux entrées :

• la fonction identité (BUF) ;

• la fonction inverseur (INV) ;

• la fonction ET (AND) ;

• la fonction OU (OR).

Les schémas de principe des cellules logiques à base de multiplexeur sont donnés ci-dessous. On connecte simplement les entrées i0, i1 et en à des valeurs fixes 0 (VSS) ou  1 (VDD), ou encore directement aux données d'entrée A et B.

Bien que les fonctions NOT, AND et OR soient directement disponibles, d'autres fonctions telles que NAND, NOR et XOR ne peuvent pas être créées directement à l'aide d'un multiplexeur à 2 entrées. Elles nécessitent au moins deux circuits multiplexeurs mis en cascade. La fonction NAND est réalisée avec un MUX programmé en fonction  AND, suivi d'un MUX programmé en inverseur. Cette approche est gourmande en transistors et beaucoup moins performante qu'une implémentation à base de 2 transistors N et 2 transistors P.

La fonction XOR à base de deux MUX en cascade est illustrée ci-dessous.

Rappelez-vous que chaque cellule multiplexeur est composée au minimum de 6 transistors : deux cellules MOS N et P pour l'interruption, et un inverseur pour la commande.

Dans ce chapitre, vous avez réalisé des fonctions logiques élémentaires comme un inverseur, une porte ET, voir même une porte XOR, à base d'un simple multiplexeur.

Vous pouvez maintenant passer à la conception des circuits comparateur, multiplexeur et décodeur à l'aide du logiciel DSCH.