Dise O Digital

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Introducción

Introducción

En las últimas décadas hemos asistido a un rápido desarrollo de los sistemas electrónicos digitales,
origen y consecuencia del crecimiento de las redes de comunicaciones, de los sistemas de control y, en
particular, de la aparición y la utilización masiva de los ordenadores.
Elcrecimiento en complejidad de los circuitos y los sistemas digitales ha hecho posible el desarrollo
de sistemas con unas potencialidades impensables unos años atrás. En particular, el número de
transistores en un circuito integrado ha crecido de forma espectacular en los últimos 30 años, por lo
que resulta arriesgado realizar previsiones sobre la evolución a largo plazo.
Simultáneamente con los avancestecnológicos, existe una creciente oferta de nuevas posibilidades que
obligan al diseñador de sistemas digitales a adaptar progresivamente sus estrategias de diseño a dichas
novedades.
En una primera época, sobre los años 60, los ingenieros utilizaban en sus diseños circuitos integrados
digitales sencillos, fabricados masivamente, que debían ser interconectados sobre una placa de forma
adecuada paralograr la funcionalidad requerida. Estos circuitos incluían un pequeño número de puertas
lógicas (del orden de 10) y constituyen lo que hoy día se denominan circuitos de pequeña escala de
integración (SSI, small scale integration).
Los circuitos integrados digitales disponibles comercialmente fueron sofisticándose a medida que era
posible integrar un mayor de número de transistores, y por tantode puertas lógicas, sobre un mismo
sustrato, incluyendo una serie de bloques o módulos lógicos estándar de cierta complejidad. Se habla
entonces de circuitos de escala de integración media (MSI, medium scale integration).
Posteriormente, la posiblidad de integrar varios miles de puertas en un solo circuito integrado, lo que
se ha dado en denominar alta escala de integración (LSI large scaleintegration), y la aparición de
circuitos de aplicación general cuya funcionalidad concreta depende de una programación por parte del
usuario obligaron a un cambio del modo de abordar el diseño de los sistemas digitales complejos. Un
ejemplo de estructura de este tipo es el microprocesador, un potente circuito digital de uso general cuya
funcionalidad precisa se establece mediante programación. De estaforma un mismo circuito puede ser
utilizado para diferentes aplicaciones sin más que modificar el programa que lo controla.

© los autores, 1998; © Edicions UPC, 1998. Quedan rigurosamente prohibidas, sin la autorización escrita de los titulares del "copyright", bajo las sanciones
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Diseño digital
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Finalmente, desde hace algunos años es posibleintegrar decenas de miles de puertas en un único
circuito integrado, lo que da lugar a la muy alta escala de integración (VLSI very large scale
integration).
Dentro del contexto VLSI han hecho su aparición nuevas posiblidades de diseño. Por ejemplo los
circuitos integrados de aplicación específica (ASIC Application Specific Integrated Circuits), circuitos
realizados a medida de un usuario y unaaplicación concretos, cuya utilización es cada vez más general.
Dentro del concepto genérico de ASIC existen comercialmente multitud de variantes, que podemos
clasificar en dos grandes grupos:
1) Circuitos lógicos programables (PLD, programmable logic devices): El circuito integrado
comercializado por el fabricante dispone de un conjunto de puertas y módulos lógicos estándar,
cuya interconexión no...