Binäraddierer mit NAND

OP #5604860
Hallo,

Gegeben sein ein Chip mit 4x Eingängen.
Diese sind A3 bis A0.
Und den Ausgängen Y3 bis Y0.
Wenn man an A3 bis A0 eine Binärzahl anlegt (0-15) wird an Y3 bis Y0 die 
Binärzahl plus 8 ausgegeben.

D.h. ich gebe rein 0000(0) und bekomme raus 0111(7).

Jetzt soll diese Operation aber rückgängig gemacht werden.

D.h. Ich könnte entweder minus oder plus 8 rechnen.

Mit einem 4x voll Addierer kein Problem.

Der harken ist: Es dürfen nur NAND Gatter verwendet werden pro Signalweg 
Maximal 2x (plus ein Inverter), dafür dürfen die NANDs bis zu 4 Eingänge 
pro Gatter haben.

Beiße mir seit 5 Tagen an dem Problem die Zähne aus und komm einfach 
nicht drauf wie man das lösen könnte.

Vielleicht habt ihr ja ne idee, ich bin für jeden Denkansatz dankbar :)
Gast #5604873
Paul M. schrieb:
> Beiße mir seit 5 Tagen an dem Problem die Zähne aus und komm einfach
> nicht drauf wie man das lösen könnte.

Wow, da warst du hartnäckig.

Mein Vorschlag zur grundsätzlichen Herangehensweise wäre:
- erstelle die Warheitstabelle
- trage die Werte in ein KV-Diagramm ein
- lies aus dem KV-Diagramm die minimierten disjunktiven Gleichungen aus 
(also in der Art "(a0 oder a1) und (a0 oder /a3)". Damit hast du eine 
zweistufige Logik mit UND und ODER Gattern
- ersetzte alle UND und ODER durch NAND (das entspricht einem 
zweimaligen Invertieren und hinterher de Morgan anwenden)
- damit hast du deine zweitufige NAND-Logik. Manche Eingänge müssen zwar 
noch invertiert werden, aber dafür wurden dir ja die extra Inverter 
erlaubt.

Ob NANDs mit 4 Eingängen ausreichen weiß ich nicht (dazu müsste ich die 
Aufgabe erst selbst lösen), aber ich gehe mal davon aus. Zum einen hat 
deine Schaltung ja insgesamt nur fünft Eingänge und zum anderen hätte 
der Aufgabensteller sonst was falsch gemacht.
#5604877
Wie üblich besteht die Hauptaufgabe darin, überhaupt erst einmal die 
Frage zu verstehen und auf das zu reduzieren, was tatsächlich dahinter 
steht. Dann schrumpft die Aufgabe ein Bisschen ein.

Tipp: Es hilft dabei deutlich, wenn man das Binärsystem versteht.

Achim S. schrieb:
> Ob NANDs mit 4 Eingängen ausreichen weiß ich nicht

;-)
Gast #5604900
Paul M. schrieb:
> Binärzahl plus 8 ausgegeben.
> D.h. ich gebe rein 0000(0) und bekomme raus 0111(7).

Und würdest Du denn jetzt BITTE ENDLICH erklären
wieso bei Dir 0 + 8 = 7  ist?

Ansonsten macht keinerlei Hilfe irgendwelchen Sinn.
Gast #5604912
Wenn S1..S4 an A0 ... A3 angeschlossen ist, wieso steht dann in der 
Tabelle unterschiedliches?
Und wo soll f0 ... f3 angeschlossen sein?
Es bleibt unverständlich.
#5605081
Mario M. schrieb:
> Paul M. schrieb:
>> Es dürfen nur NAND Gatter verwendet werden pro Signalweg
>> Maximal 2x
>
> Wie verträgt sich das mit der Lösung?
>
> Paul M. schrieb:
>> umsetzung in NAND kommt
>
> Die Aufgabenstellung verlangt die Anwendung des DeMorgan'schen Gesetzes.

Hallo,

also die Stellen A0 bis A2 gehen glatt durch, da wird nix addiert.

Nur bei A3 wird 1 addiert. Das ist ein Inverter.

Übertrag gibt's keinen.

Oder versteh ich was falsch ? Oder ist heute Freitag ?

Gruß,
Michael
#5605130
Mario M. schrieb:
> Michael A. schrieb:
>> also die Stellen A0 bis A2 gehen glatt durch, da wird nix addiert.
>
> Er will aber aus Y wieder A machen. Laut der Logiktabelle muss er minus
> 7 "rechnen". Dazu darf er laut Aufgabenstellung nur max. 2 NAND-Gatter
> pro Bit verwenden. In der gezeigten Lösung sehe ich aber mehr.

Da im ersten Bild etwas von "GAL" stand nehme ich an, dass er meinte, 
"maximal 2 NAND-Gatter hintereinander" und Eingänge normal und 
invertiert.

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