trabajoinformatico

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

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Apuntes de
ELECTRÓNICA
DIGITAL
INGENIERÍA INFORMÁTICA
Tecnología de Computadores
Primer Curso, 2º Cuatrimestre

Fecha:
Autores:

2 3 /0 2 /2 0 0 4
Rafael Reina Acedo
Michael García Lorenz

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
ÁREA DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

Capítulo 3

Circuitos Combinacionales

Pagina 2

Lección 3Análisis y síntesis de sistemas combinacionales.
3.1. Definición
Un circuito lógico se denomina combinacional, si para cualquier instante, las variables

de salida están completamente determinadas por las variables de entrada.
Cada una de las funciones de salida Z1, Z2, es una función lógica de las variables de entrada.

X1
Entradas

X2

CIRCUITO
COMBINACIONAL

X3

Z1

SalidasZ2

Una consecuencia, muy importante de lo anterior, es que un circuito combinacional no puede
tener bucles cerrados, o realimentaciones. Para saber si tiene bucles cerrados, tendremos que
descubrir posibles caminos, o circuitos, en que una señal pase mas de una vez por el mismo sitio.

Circuito 1

Circuito 2

Circuito 3

Como puede verse facilmente, el Circuito 1 es combinacionalpero no lo son el 2 ni el 3, puesto que presentan bucles.
Los circuitos 2 y 3 serán estudiados en otro capítulo, donde veremos si la realimentacion hace
al circuito estable o inestable.

3.2. Análisis de circuitos combinacionales
Un cirtuito lógico combinacional, realizado con puertas lógicas, se analiza de izquierda a derecha. Partiendo de las variables lógicas de entrada y avanzando, en elsentido de la señal haVersión 5

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Circuitos Combinacionales

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cia las funciones de salida.

a
b
c
d
e

a·b

S1 = a · b + (c + d + e)·e
a · b + (c + d + e)·e + (c + d + e)·e = 1

c+d+e
(c + d + e)·e
S2 = c + d + e

c+d+e+d=c+d+e

d

El circuito de la figura es un circuito multinivel. Es decir, lasseñales de izquierda a derecha
recorren varias puertas lógicas hasta alcanzar la salida. En los circuitos reales hay que tener en
cuenta los tiempos de propagación acumulados en cada puerta. Además, cuando en una puerta
convergen dos señales que han recorrido caminos distintos, y uno atraviesa más puertas que
otro, pueden darse situaciones de riesgo que hay que evaluar.

3.3. Síntesis de circuitoscombinacionales
El objetivo de la síntesis de circuitos combinacionales es implementar las funciones requeridas, minimizando el número de componentes.
Tradicionalmente, el coste de un circuito lógico está relacionado con el número de puertas lógicas usadas. Últimamente se tiene un concepto más amplio del coste, debido a la aparición de
circuitos programables, optimizándose en estos casos otrosparámetros, como pueden ser la
rapidez, o el balance de retardos entre distintos caminos.
Otros criterios de diseño podrían ser la utilización de un único tipo de puerta, o un mínimo
numero de niveles.
Los pasos para el diseño de un circuito podrían ser:
Determinación del número de variables de entrada y salida necesarias. Identificación de estas variables con literales sencillas (a, b, c...para las entradas, z, y... para las salidas).
Obtención de la tabla de verdad a partir del enunciado del problema.
Deducción de la ecuación mediante la expresión canónica.
Simplificar la función. Este proceso puede omitirse si la función va a sintetizarse en un circuito programable como PAL o FPGA.
Implementación del circuito con puertas lógicas, según cierto criterio:
─ Con el menor numerode puertas
─ Con un solo tipo de puerta
─ Con el menor numero de circuitos integrados
─ Con el menor tiempo de propagación
─ Con el menor coste...

Versión 5

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3.3.1 Implementación con puertas AND, OR y NOT
Se sigue de la aplicación directa de las formas canónicas, con minitérminos o...