तर्क स्तर

डिजिटल सर्किट में, एक तर्क स्तर राज्य (कंप्यूटर विज्ञान) की एक सीमित संख्या में से एक है जो एक डिजिटल सिग्नल (इलेक्ट्रॉनिक्स) में रह सकता है। तर्क स्तर आमतौर पर सिग्नल और ग्राउंड (बिजली) के बीच वोल्टेज अंतर द्वारा दर्शाए जाते हैं, हालांकि अन्य मानक मौजूद हैं। प्रत्येक राज्य का प्रतिनिधित्व करने वाले वोल्टेज स्तरों की सीमा उपयोग किए जा रहे तर्क परिवार पर निर्भर करती है। विभिन्न सर्किटों के बीच संगतता की अनुमति देने के लिए एक तर्क-स्तर का शिफ्टर का उपयोग किया जा सकता है।

2-स्तरीय तर्क
बाइनरी लॉजिक में दो स्तर लॉजिकल हाई और लॉजिकल लो होते हैं, जो आम तौर पर क्रमशः बाइनरी संख्या 1 और 0 के अनुरूप होते हैं या क्रमशः सत्य मान 'सही' और 'गलत' होते हैं। डिजिटल सर्किट डिजाइन या विश्लेषण के लिए इन दो स्तरों में से एक के साथ संकेतों का उपयोग बूलियन बीजगणित में किया जा सकता है।

सक्रिय स्थिति
या तो तर्क स्थिति का प्रतिनिधित्व करने के लिए उच्च या निम्न वोल्टेज स्तर का उपयोग मनमाना है। दो विकल्प सक्रिय उच्च (सकारात्मक तर्क) और सक्रिय निम्न (नकारात्मक तर्क) हैं। सक्रिय-उच्च और सक्रिय-निम्न अवस्थाओं को वसीयत में मिलाया जा सकता है: उदाहरण के लिए, केवल पढ़ने वाली मेमोरी एकीकृत सर्किट में एक चिप-चयन संकेत हो सकता है जो सक्रिय-कम है, लेकिन डेटा और पता बिट्स पारंपरिक रूप से सक्रिय-उच्च हैं। कभी-कभी सक्रिय स्तर की पसंद को उलट कर एक तर्क डिजाइन को सरल बनाया जाता है (डी मॉर्गन के नियम देखें)।

एक सक्रिय-कम सिग्नल का नाम ऐतिहासिक रूप से इसके ऊपर एक बार के साथ लिखा जाता है ताकि इसे सक्रिय-उच्च सिग्नल से अलग किया जा सके। उदाहरण के लिए, नाम Q, read Q bar या Q not , सक्रिय-निम्न सिग्नल का प्रतिनिधित्व करता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सम्मेलन हैं: इलेक्ट्रॉनिक्स में कई नियंत्रण संकेत सक्रिय-निम्न संकेत हैं (आमतौर पर लाइनों को रीसेट करें, चिप-चयनित लाइनें और इसी तरह)। ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर तर्क जैसे लॉजिक परिवार स्रोत से अधिक करंट सिंक कर सकते हैं, इसलिए प्रशंसक बाहर और शोर उन्मुक्ति बढ़ती है। यह वायर्ड-या लॉजिक की भी अनुमति देता है यदि लॉजिक गेट खुला कलेक्टर/निकास नली खोलें पुल-अप रेसिस्टर के साथ हैं। इसके उदाहरण हैं I²C बस और नियंत्रक के इलाके का संजाल (CAN), और कन्वेंशनल PCI।
 * ऊपर एक बार ($\overline{Q}$)
 * एक अग्रणी स्लैश (/Q)
 * एक लोअर-केस n उपसर्ग या प्रत्यय (nQ या Q_n)
 * एक अनुगामी संख्या चिह्न|# (Q#), या
 * एक _B या _L प्रत्यय (Q_B या Q_L)।

कुछ संकेतों का दोनों राज्यों में अर्थ होता है और संकेतन ऐसा संकेत दे सकता है। उदाहरण के लिए, एक पठन/लेखन रेखा नामित R/ W होना आम बात है, यह दर्शाता है कि पढ़ने के मामले में संकेत उच्च है और लिखने के मामले में कम है.

तर्क वोल्टेज स्तर
दो तार्किक अवस्थाओं को आमतौर पर दो अलग-अलग वोल्टेज द्वारा दर्शाया जाता है, लेकिन कुछ लॉजिक सिग्नलिंग में दो अलग-अलग विद्युत प्रवाह का उपयोग किया जाता है, जैसे डिजिटल वर्तमान लूप इंटरफ़ेस और वर्तमान-मोड तर्क प्रत्येक तर्क परिवार के लिए उच्च और निम्न सीमाएँ निर्दिष्ट हैं। निम्न दहलीज के नीचे होने पर, सिग्नल कम होता है। उच्च दहलीज से ऊपर होने पर, सिग्नल उच्च होता है। मध्यवर्ती स्तर अपरिभाषित हैं, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक कार्यान्वयन-विशिष्ट सर्किट व्यवहार होता है।

उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज स्तरों में कुछ सहिष्णुता की अनुमति देना सामान्य है; उदाहरण के लिए, 0 से 2 वोल्ट तर्क 0, और 3 से 5 वोल्ट तर्क 1 का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। 2 से 3 वोल्ट का वोल्टेज अमान्य होगा और केवल दोषपूर्ण स्थिति में या तर्क स्तर के संक्रमण के दौरान होता है। हालाँकि, कुछ लॉजिक सर्किट ऐसी स्थिति का पता लगा सकते हैं, और अधिकांश डिवाइस अपरिभाषित या डिवाइस-विशिष्ट तरीके से सिग्नल को केवल उच्च या निम्न के रूप में व्याख्या करेंगे। कुछ लॉजिक डिवाइस में श्मिट ट्रिगर इनपुट शामिल होते हैं, जिनका व्यवहार थ्रेशोल्ड क्षेत्र में बेहतर परिभाषित होता है और इनपुट वोल्टेज में छोटे बदलाव के लिए लचीलापन बढ़ाता है। सर्किट डिज़ाइनर की समस्या उन परिस्थितियों से बचना है जो मध्यवर्ती स्तरों का उत्पादन करती हैं, ताकि सर्किट अनुमानित रूप से व्यवहार करे।

लगभग सभी डिजिटल सर्किट सभी आंतरिक संकेतों के लिए एक सुसंगत तर्क स्तर का उपयोग करते हैं। हालाँकि, वह स्तर एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में भिन्न होता है। किन्हीं दो लॉजिक परिवारों को आपस में जोड़ने के लिए अक्सर विशेष तकनीकों की आवश्यकता होती है जैसे कि अतिरिक्त पुल-अप रेसिस्टर्स या उद्देश्य-निर्मित इंटरफ़ेस सर्किट जिन्हें स्तर शिफ्टर्स के रूप में जाना जाता है। एक लेवल शिफ्टर एक डिजिटल सर्किट को जोड़ता है जो एक लॉजिक लेवल का उपयोग दूसरे डिजिटल सर्किट में करता है जो दूसरे लॉजिक लेवल का उपयोग करता है। अक्सर दो स्तर के शिफ्टर्स का उपयोग किया जाता है, प्रत्येक सिस्टम में एक: एक लाइन चालक आंतरिक लॉजिक स्तरों से मानक इंटरफ़ेस लाइन स्तरों में परिवर्तित होता है; एक लाइन रिसीवर इंटरफ़ेस स्तरों से आंतरिक वोल्टेज स्तरों में परिवर्तित होता है।

उदाहरण के लिए, ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर तर्क स्तर CMOS से भिन्न होते हैं। आम तौर पर, एक टीटीएल आउटपुट सीएमओएस इनपुट द्वारा तर्क 1 के रूप में विश्वसनीय रूप से पहचाने जाने के लिए पर्याप्त रूप से उच्च नहीं बढ़ता है, खासकर अगर यह केवल एक उच्च-इनपुट-प्रतिबाधा सीएमओएस इनपुट से जुड़ा है जो महत्वपूर्ण वर्तमान स्रोत नहीं करता है। इस समस्या को उपकरणों के 74HCT परिवार के आविष्कार द्वारा हल किया गया था जो CMOS तकनीक का उपयोग करता है लेकिन TTL इनपुट लॉजिक स्तर। ये डिवाइस केवल 5 V पावर सप्लाई के साथ काम करते हैं।

3-मूल्य तर्क
हालांकि दुर्लभ, त्रिगुट कंप्यूटर 3 वोल्टेज स्तरों का उपयोग करते हुए आधार 3 तीन-मूल्यवान तर्क|तीन-मूल्यवान या त्रिगुट तर्क का मूल्यांकन करते हैं।

3-राज्य तर्क
तीन-राज्य तर्क में, एक आउटपुट डिवाइस तीन संभावित अवस्थाओं में से एक में हो सकता है: 0, 1, या Z, अंतिम अर्थ उच्च प्रतिबाधा के साथ। यह वोल्टेज या तर्क स्तर नहीं है, लेकिन इसका मतलब है कि आउटपुट कनेक्टेड सर्किट की स्थिति को नियंत्रित नहीं कर रहा है।

4-मूल्य तर्क
चार मूल्यवान तर्क एक चौथा राज्य जोड़ता है, एक्स (परवाह नहीं), जिसका अर्थ है कि संकेत का मूल्य महत्वहीन और अपरिभाषित है। इसका मतलब है कि एक इनपुट अपरिभाषित है, या कार्यान्वयन सुविधा के लिए एक आउटपुट सिग्नल चुना जा सकता है (देखें ).

9-स्तर तर्क
IEEE 1164 इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन स्वचालन में उपयोग के लिए 9 लॉजिक स्टेट्स को परिभाषित करता है। मानक में मजबूत और कमजोर संचालित सिग्नल, उच्च प्रतिबाधा और अज्ञात और गैर-प्रारंभिक अवस्थाएं शामिल हैं।

बहु-स्तरीय सेल
सॉलिड-स्टेट स्टोरेज डिवाइस में, बहु स्तरीय सेल मल्टीपल वोल्टेज का उपयोग करके डेटा स्टोर करता है। एक सेल में एन बिट्स को स्टोर करने के लिए डिवाइस को विश्वसनीय रूप से अलग करने की आवश्यकता होती हैn विशिष्ट वोल्टेज स्तर।

लाइन कोडिंग
डिजिटल लाइन कोड डेटा को अधिक कुशलता से एन्कोड और ट्रांसमिट करने के लिए दो से अधिक राज्यों का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरणों में MLT-3 एन्कोडिंग और स्पंद-आयाम मॉडुलन वेरिएंट शामिल हैं जिनका उपयोग इथरनेट द्वारा मुड़ जोड़ी पर किया जाता है। उदाहरण के लिए, 100BASE-TX तीन विभेदक संकेतन वोल्टेज स्तरों (-1V, 0V, +1V) का उपयोग करके डेटा को एनकोड करता है, और 1000BASE-T पाँच डिफरेंशियल वोल्टेज स्तरों (-2V, -1V, 0V, +1V, +2V) का उपयोग करके डेटा को एनकोड करता है।. एक बार प्राप्त होने के बाद, लाइन कोडिंग को वापस बाइनरी में बदल दिया जाता है।

यह भी देखें

 * तर्क परिवार
 * डिजिटल वर्तमान लूप इंटरफ़ेस

बाहरी संबंध

 * Positive Logic (active-high) and Negative logic (active-low )
 * Simple MOSFET-based logic level conversion or level-shift based on work done by Herman Schutte at Philips Semiconductors Systems Laboratory in Eindhoven