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《TapeOut生态小白入门全集》02 NAND和LATCH到底在忙什么 上一回，小孩哥和新手来到工作台，面前摆着NAND和LATCH。想看懂TapeOut的电路，先别急着接线，只想两件小事：怎样根据条件给出答案，怎样记住刚才发生了什么。前一件事可以从NAND学起，后一件事交给LATCH。它们处理的是零和一，一个值可以代表灯灭或灯亮，也可以代表条件不成立或成立，具体含义由设计的人约定。 NAND的中文叫“与非”。它有两个输入，只有两个输入都是一，输出才是零；其余三种组合，输出都是一。假设输入分别表示“门已关好”和“安全检查通过”，输出表示“仍需提醒”，那么只要有一项没满足，提醒就保持开启。这是帮助理解规则的小例子，真正的设备还需要更多保护设计。 这个规则看起来简单，接起来却能做更多事情。把同一个信号同时接到NAND的两个输入，零会变成一，一会变成零，就得到了“取反”。先对两个条件做一次NAND，再把结果取反，就能表达“两个条件同时满足”。这样一步步拼接，可以构成更复杂的判断，读图时也能沿着信号逐步推算。 LATCH负责另一件事：保存一个比特，也就是一个零或一。在TapeOut的计算规则里，每计算一拍，它先输出上一拍保存的值，再把这一拍接到它输入端的值写入新状态。这里的“一拍”指一次计算步骤，并没有规定必须间隔多少秒。它记的是一个比特，下一拍还会更新，不是把所有输入永久存下来。 来走两拍看看。假设初始状态明确设为零，第一拍送入一，LATCH这一拍输出零，新的状态变成一；第二拍送入零，它先输出刚存下的一，然后把状态更新为零。因此，看到当前输入已经改变、输出却还是旧值，不一定是电路出错，可能恰好就是设计要求的延迟一拍。 把两类元件配合起来，就可以比较“现在”和“刚才”。例如想识别按钮刚被按下的那一步，可以用LATCH记住前一拍的按钮状态，再用逻辑判断当前为一、之前为零。按钮一直保持按下时，前后都为一，就不再被当成一次新的按下。这个例子里的按钮是输入信号，实际接线仍要按完整逻辑设计。 再说容易混在一起的资源和价格。电路需要几个NAND、几个LATCH，说的是设计消耗的元件数量；获得相应资源要花多少钱，说的是报价与交易成本。两者不能只看名字就当成同一个数字。流片时应核对设计里直接使用的两类元件数量，以及操作页面对应的资源余额和费用，别用市场价格反推电路复杂度。 入门练习不用一下子画满画布。先用NAND试完四种输入组合，再给LATCH设定初始状态，连续算几拍，把预期答案写下来逐项核对。能解释每一拍为什么得到这个结果，就已经掌握了“判断”和“记忆”的区别。下一步，我们把这些元件和连接整理成一份Circuit，看看它怎样完成流片。 #TapeOut #NAND #LATCH #布尔逻辑 #数字电路 #逻辑门 #状态 #时序逻辑 #电路设计 #Circuit #链上电路

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