diseño combinacional

TEMA IV.- DISEÑO DE CIRCUITOS COMBINACIONALES.
Como ya hemos comentado, el problema del diseño o síntesis consiste en determinar un
circuito que cumpla con unas determinadas especificaciones, tanto de comportamiento como
de funcionalidad. Este problema se puede dividir en dos partes:
• Obtención de la función de conmutación que cumpla la funcionalidad deseada.
• Obtención de los circuitos queimplementa dicha función con el comportamiento
deseado.
La obtención de la función de conmutación a partir de unas especificaciones no tiene una
metodología establecida sino que depende de la pericia del diseñador y de la precisión de las
especificaciones dadas.
Así, por ejemplo, vamos a considerar el diseño del sistema mostrado en la figura 4.1. Se
trata de un sistema que opere sobre elestado de operación de una línea de montaje que dispone
de dos sensores: peso en la cinta (A), y fin de la cinta (B). El sistema debe ser tal que los motores deben actuar siempre y cuando haya algo en la cinta. La función de conmutación que cumpla estas especificaciones puede ser la mostrada en la misma figura, es decir, exista un peso
sobre la cinta (A=1) y no haya llegado al final (B=0).
A
B
A

00
1
1

B
0
1
0
1

Y
0
0
1
0

Figura 4.1.- Ejemplo de un problema de diseño.

El problema de la obtención de un circuito que implementa la función de conmutación
dada sí tiene unas metodologías bien establecidas. La realización de esta parte depende de los
elementos con los que se implemente el circuito. Podemos distinguir los siguientes tipos de
diseño:
• Diseñosemi-custom.- Los bloques que disponemos serán puertas lógicas existentes en
alguna librería disponible.

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Dpto. Ingeniería Electrónica de Sistemas Informáticos y Automática
• Diseño MSI.- Los bloques disponibles serán grandes bloques de una complejidad
media, como pueden ser bloques sumadores.
• Diseño programable.- Los bloques disponibles serán dispositivos programables en los
que se programarála función deseada.
• Diseño full-custom.- No se dispondrá de ningún bloque, sino que todos los elementos
necesarios, simples o complejos, deberán ser generados por el diseñador.

Cada uno de estos tipos será objeto de estudio en diferentes temas. Concretamente, en el presente tema estudiaremos el diseño semi-custom.

1. Introducción.
En el diseño semi-custom, podemos distinguir entreimplementaciones en dos niveles o
multiniveles, donde los niveles son el número máximo de puertas que están conectados en cascada (en los niveles no se suelen contar los inversores de entrada). La implementación en dos
niveles es del tipo de suma de productos o de producto de sumas; en cambio, la implementación multinivel corresponde a una fórmula compleja en las que las operaciones AND y ORaparecen mezcladas.
La implementación en dos niveles tiene la ventaja de ser rápida, solamente el retraso de
dos puertas; en cambio, como contraposición, las puertas deberán tener un mayor número de
entradas, siendo más complejas y lentas. Mientras, la implementación multinivel tiene la ventaja de usar puertas más pequeñas y rápidas (por lo general), pero el circuito global será más
lento al tenerun retraso de más de dos puertas. En la figura 4.2 mostramos dos implementaciones de la misma función: en dos niveles y en multinivel.
A
A
B
B

F

F

B

B

B

C

C
(a)

(b)

Figura 4.2.- Diferencia entre una implementación (a) en dos niveles y (b) multinivel.

La meta del diseñador consiste en una realización mínima de un circuito que implemente
una determinadafuncionalidad. Los criterios de minimalidad que deben seguir son los que
vimos en el tema II, con el orden siguiente:
• Menor número de términos (que equivalen a puertas)
• Menor número de variables, incluso en los diferentes términos (que equivalen al
número de entradas)

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TEMA IV.- DISEÑO DE CIRCUITOS COMBINACIONALES.
• Menor valor asociado.

La implementación mínima multinivel no tiene un...