sistemas digitales

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Introducción

Sistemas Digitales
I.1 Definición.
Denominamos sistema digital a aquél que realiza operaciones mediante dígitos, los cuales
usualmente se representan como números binarios. Las principales operaciones son: ingreso,
procesamiento, transmisión, almacenamiento y despliegue de datos digitales.
Los sistemas análogos representan las variables en forma continua, en el tiempo;los digitales
en forma discreta. Los sistemas simbólicos emplean letras o iconos como símbolos no
numéricos.
Los sistemas análogos están siendo reemplazados por sistemas digitales, para esto las
cantidades físicas en forma análoga, por ejemplo: sonidos, imágenes, voltajes, distancias, deben
ser convertidas a representaciones digitales mediante técnicas de aproximación, empleando
dispositivosde conversión análogo-digitales. Primero se toman muestras, luego se convierten
las muestras en números.

I.2 Diseño clásico y actual.
El permanente cambio que tiene el estudio de sistemas digitales se debe principalmente a tres
factores: la continua evolución de la tecnología digital que en menor tamaño coloca cada vez
mayor número de componentes más rápidas; el desarrollo de herramientasde ayuda al diseño
digital (CAD) que permiten enfrentar tareas extremadamente complejas; y las nuevas
metodologías de desarrollo de software que facilitan el desarrollo de aplicaciones complejas con
interfases visuales, como las herramientas CAD y los lenguajes de descripción de hardware
(HDL).
Las primeras metodologías de diseño digital, que podríamos denominar clásicas, permiten
comprenderlos principios de funcionamiento de los sistemas digitales básicos, y pueden ser
desarrolladas empleando papel y lápiz. Emplean los principios teóricos del álgebra de Boole y
algoritmos de minimización. Sin embargo los algoritmos son de tipo no polinomial, y no pueden
ser aplicados a situaciones de mediana complejidad (redes con más de 5 entradas), debido a su
costo exponencial.
Sin embargo,al ser posible enfrentar diseños digitales más complejos, debido a la
tecnología, debieron desarrollarse nuevas heurísticas para representar sistemas digitales,
minimizarlos, y poder implementarlos en base a bloques lógicos determinados. En estos nuevos

Profesor Leopoldo Silva Bijit

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algoritmos, están basadas las herramientas CAD. Su exposición yestudio corresponde a
disciplinas de programación, estructuras de datos y algoritmos.
Actualmente el diseño, la simulación y la implementación o síntesis de sistemas digitales se
realizan mediante complejos y numerosos algoritmos incrustados dentro de las herramientas
computacionales de apoyo al diseño.

I.3 Conceptos básicos en sistemas digitales.
Comenzaremos nuestro estudio desarrollandoun ejemplo, a través del cuál se irán
introduciendo diversos conceptos que se expondrán, con más detalle, más adelante.
Sea un sistema con una entrada E y una salida S, como se muestra en la Figura I.1.
E

S

Figura I.1
Las variables E y S sólo pueden tomar los valores discretos: 0, 1, 2, 3. Es decir son variables
discretas multivaluadas.
La relación entre E y S podemos describirlamapeo, que se muestra en la Figura I.2.
E
0
1
2
3

mediante una función, empleando la tabla o
S
1
2
3
0

Figura I.2
También podemos describirla mediante la gráfica que se muestra en la Figura I.3. Puede
notarse que la gráfica no es continua, sólo están definidos puntos en la cuadrícula o reticulado
(lattice). Esto debido a que la definición de la función ya está digitalizada; es decir,representada
por números o dígitos, en sistema decimal, en el ejemplo.
Los puntos podrían ser el resultado de una discretización (tomando cuatro muestras en todo
el rango de variación) y cuantización (asignado los valores numéricos enteros 0, 1, 2 y 3, a los
diferentes niveles) de una señal análoga o continua.

Profesor Leopoldo Silva Bijit

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