Lo que el cielo no perdona

Universidad Rey Juan Carlos

Electrónica Digital
Tema 7. Lógica Combinacional

Susana Borromeo López Joaquín Vaquero López

Lógica combinacional

Electrónica

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Contenido

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Introducción Sumadores Binarios. Restadores Binarios. Comparadores Binarios Codificadores Decodificadores Multiplexores Demultiplexores Desplazadores

Lógica combinacionalElectrónica

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1. Introducción a los circuitos combinacionales
En los circuitos combinacionales la salida Z en un determinado instante de tiempo ti sólo depende de la entrada X en ese mismo instante de tiempo ti , es decir que no tienen capacidad de memoria

Z(t) = F(X(t))

Z = F(X)

X

F

Z
Ejemplo: Sumador
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Lógica combinacional

Electrónica

Introducción a los circuitoscombinacionales
Las materializaciones con puertas básicas no son adecuadas cuando la complejidad del diseño es grande. Diseño jerárquico y modular, y no materializaciones mediante redes de puertas básicas (gran propensión a errores). Dispone de módulos que realicen funciones más complejas que las puertas básicas y que permitan dividir el diseño en partes más sencillas. Estos módulos son:codificador, decodificador, multiplexor, demultiplexor, desplazador, ROM, PLA y PAL, comparadores, sumadores, restadores y la unidad aritmético lógica combinacional (ALU).

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Electrónica

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Introducción a los circuitos combinacionales
 Decodificadores y Codificadores  Decodificador: Se activa la salida correspondiente al número binario codificado en la entrada. Codificador: Se codifica en binario sobre la salida el número de la entrada que esté activa.  Multiplexores y Demultiplexores  Multiplexor: La salida corresponde a la entrada codificada por las señales de control  Demultiplexor: El valor de la entrada sale por la salida codificada por las señales de control
E n
DECOD

2n

enable

2n

COD

n

enable enable

2n

MUX

s

enable

nDEMUX

2n

n
Lógica combinacional Electrónica

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Introducción a los circuitos combinacionales
Niveles de descripción de un circuito digital  Nivel algorítmico o comportamental: describe la función  Nivel RTL (álgebra de señales, tabla de verdad)  Nivel estructural (lógico o esquemático)
Precisión / Complejidad

 Nivel conmutador (circuital y eléctrico)

Requisitos yespecificaciones Funcionalidad Niveles de abstracción

Arquitectura Nivel RT

Diseño Lógico Puertas

+
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ELÉCTRICO

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2. Sumadores: semisumador elemental
El semisumador (half adder) es un circuito que suma dos bits de entrada ai y bi y devuelve un bit de resultado zi y un bit de acarreo ci.
a

cout = a·b
+
Sum

Tabla de verdad

Sum = a  b

bCarryOut

Circuito con puertas lógicas
Cronograma

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Sumadores: sumador elemental completo
El sumador completo (full adder) es un circuito que suma dos bits de entrada ai y bi más un acarreo de entrada ci-1 y devuelve un bit de resultado zi y un bit de acarreo ci. Tabla de verdad
a cs b

ce IN a

cOUT

+
s

cce IN

+
b c

s

cOUT =a·b + a·cIN+b·cIN

s = a  b  cIN

s cOUT

Cronograma

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Sumadores:
Sumador paralelo con acarreo en serie

Comercial: 74283 (4 bits, acarreo anticipado)

En los ejemplos anteriores el acarreo se va propagando consecutivamente de un sumador a otro. Sumador paralelo con acarreo anticipado (“carry look ahead”) Se usa una estrategia combinacional(“generate”, ”propagate”) para adelantar la salida del acarreo en una etapa y reducir su tiempo de propagación, a partir del conocimiento de todas las entradas. Requiere varios niveles de lógica, compensa el retardo en sumas de muchos bits. Los integrados 74HC283 y 74LS283 son sumadores de dos nºs de 4 bits, e incorporan un diseño de acarreo anticipado. Extensión de sumadores a nºs de más bits....