Lógica de circuitos

Lógica de circuitos. Circuitos Combinacionales.

Circuitos Secuenciales.

Índice

Lógica de circuitos. Circuitos Combinacionales. 1
Circuitos Secuenciales. 1
Introducción 2
Pinceladas históricas 2
Circuitos Analógicos vs Circuitos Digitales 2
Álgebra de Boole. Puertas lógicas 3
Puertas lógicas 4
Simplificación de funciones binarias 6
Mapas de Karnough 7
Circuitoscombinacionales 8
Sumadores 8
Codificadores y descodificadores 9
Multiplexores y desmultiplexores 9
Direccionamiento a memoria 10
Circuitos secuenciales 11
Biestables o Flip-Flops 11
Flip-Flop S-R 11
Flip-Flop J-K 12
Contadores 13
Circuitos secuenciales temporizados 14
Tablas de estado 14
Diagrama de estado 14
Registros 14
Unidad Aritmético-Lógicasencilla 16
Nuevas Tendencias 16
Procesadores programables 16
Biochips 18
Procesadores cuánticos 20

Introducción

Pinceladas históricas

Existen dos personajes fundamentales en la historia de los circuitos digitales George Boole. Nacido el 2 de Noviembre de 1815 en Lincoln, Lincolnshire (Inglaterra), Claude Shannon. Nacido el 30 de abril de 1916 en Gaylord, Michigan (EstadosUnidos),

En el 1854 publicó Las leyes del pensamiento sobre las cuales son basadas las teorías matemáticas de Lógica y Probabilidad. Boole aproximó la lógica en una nueva dirección reduciéndola a una álgebra simple. Su álgebra consiste en un método para resolver problemas de lógica que recurre solamente a los valores binarios 1 y 0 y a tres operadores: AND (y), OR (o) y NOT (no)

Eltrabajo de Boole llegó a ser un paso fundamental en la revolución de los computadores, cuando Claude Shannon en 1938, demostró como las operaciones booleanas elementales, se podían representar mediante circuitos conmutadores eléctricos, y como la combinación de estos podía representar operaciones aritméticas y lógicas complejas. Shannon demostró asímismo que el álgebra de Boole se podía utilizarpara simplificar circuitos commutadores

Circuitos Analógicos vs Circuitos Digitales

Los elementos basicos que forman los circuitos de la CPU son resistencias, condensadores, transistores, etc, es decir, CIRCUITOS ELECTRONICOS, Normalmente implementados en circuitos integrados (chips).

Una de las ventajas de dichos circuitos es que pueden trabajar con dos niveles detension : -. el valor Ibgico O = tensiones entre O y 0.2 voltios.

-. el valor logico 1 = tensiones entre 0,8 y 4,5 voltios. -. existiendo una zona prohibida entre 0,3 y 0,7 voltios.

Cuando ocurre esto. entonces, se pueden construir estruduras fisicas con propiedades logicas elementales, es decir, se pueden consituir CIRCUITOS DIGITALES o LOGICOS.

El circuito digital o lógico esaquel que emplea circuitos electronicos en los que solo son posibles dos estados, 1 o 0, alto o bajo, verdad o falso, es decir, funciona en forma binaria.

En este tema partiremos de los circuitos digitales mas Básicos, la PUERTAS LOGICAS, para posteriormente construir otros con un grado de complejidad mayor, es decir, que resuelvan funciones lógicas mas complejas utilizando estoscircuitos basicos, siendo los:

Circuitos combinacionales: Aquellos que sus salidas dependen exclusivamente de sus entradas, como por ejemplo el circuito sumador. (realiza diredamente la suma en binario de dos numeros). La ALU tambien seria un circuito de este tipo.

Circuitos secuenciales : Aquellos que sus salidas dependen, ademas de sus entradas, de algun suceso ocurrido conantelacion, por lo que en cierta manera necesitan memoria. Los regitros (CP, AC, etc) serian circuitos de este tipo y que estarian formados por BIESTABLES o FLIP-FLOP (circuitos capaces de tomar en su salida dos valores estables que dependeran de sus entradas y del estado de su salida en el instante anterior).

Finalmente veremos como encajan estos circuitos en la construcción de una Unidad...