Diseño Digital

Diseño Digital una Rapsodia

M.I Eduardo Ramírez Sánchez

Temario

Introducción, Sistemas numéricos y Códigos

Digital vs. Analógico

+5 1 V –5 0 1 Time

+5 V –5

Time

Digital: solo asume valores discretos

Analógico: valores que varían sobre un amplio rango continuamente

¿Qué queremos decir con ”Digital”?
• Señal Digital
Señal que puede tener uno de unconjunto finito de posibles valores.

Contando Dedos Dedos={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

• Señal Analógica
Temperatura Infinidad de Posibilidades

Señal que puede tener uno de un conjunto infinito de posibles valores.

¿Qué es un ”Sistema Digital”?
Sistema Digital
- Sistema que acepta entradas digitales y genera salidas digitales. - Ejemplo: Computadoras • Entradas digitales: letras ynúmeros del teclado. • Salidas digitales: números nuevos o letras que se almacenarán en un archivo o que se mostraran en la pantalla. - Existen muchos otros sistemas digitales: • Teléfonos celulares, control de motores de automóvil, decodificadores de TV, instrumentos musicales, reproductores de DVD, cámaras digitales, reconocimiento de huellas digitales, etc.

¿Qué es un ”Sistema Digital”?Componentes Digitales

Circuitos Digitales
• Una conexión de componentes digitales que en conjunto componen un sistema digital.

Circuito Digitales

Señal Digital con solo 2 valores posibles – Binario
• Representados típicamente por 1’s y 0’s. • Un digito binario es un bit. • Solo vamos a considerar señales digitales binarias.

Sistemas Digitales

Bits, bytes, nibbles y tamaño de palabra
Aun solo número binario (ya sea el 0 o el 1) se le conoce como bit. Bit es la abreviatura de binary digit. El bit es la unidad de datos más pequeña de un sistema digital. Físicamente, en un circuito digital, a un solo bit se le representa mediante un voltaje Alto o Bajo. Todos los dispositivos digitales, aún los más sencillos, manejan grupos de datos muy grandes que se les denominan tamaño depalabra, estas palabras pueden ser por ejemplo 8, 16, 32, 64 bits etc. Un fragmento de 16 bits de datos sele conoce con el nombre de palabra. Una palabra doble tiene 32 bits, mientras que una palabra cuádruple tiene 64 bits.

Representación de la Información
• Bit (Digito Binario)
– 0y1 – Representa falso y verdadero en logica – Representa estados bajo y alto en dispositivos electrónicos

•Otras Unidades
– Byte: 8 bits – Nibble: 4 bits – Word: Multiplos del byte (ejem: 1 byte, 2 bytes, 4 bytes, 8 bytes, etc.), dependiendo de la arquitectura del sistema

•

• • • • • • • •

Un byte es un grupo de 8 bits de datos que representa un número, una letra, un signo de puntuación, un carácter de control, un código de operación de un dispositivo digital o algún otra cosa. Un nibble es elequivalente de medio byte o un grupo de datos de 4 bits. En resumen Bit 1 bit (un 0 o un 1) Nibble 4 bits (ej. 1010) Byte 8 bits (ej. 1110 1011) Palabra 16 bits (ej. 1111 0000 1100 1101) Palabra doble 32 bits (ej. 1100 0001 1111 1100 1110 0011 1011 1110) Palabra cuádruple 64 (ej. 0001 0011 0011 1110 0010 0000 0000 11011001 1110 0001 0110 1100 0001 0011 1000)

Representación de la información
•N bits pueden representar hasta 2N valores.
– Ejemplos:
• 2 bits
• 3 bits • 4 bits representan hasta 4 valores (00, 01, 10, 11) rep. hasta 8 valores (000, 001, 010, …, 110, 111) rep. hasta 16 valores (0000, 0001, 0010, …., 1111)

• Para representar M valores, log2M bits son requeridos.
– Ejemplos:
• • • • • 32 valores requiere 5 bits 64 valores requiere 6 bits 1024 valores requiere 10 bits40 values cuantos bits? 100 values cuantos bits?

Digitalización

El mundo es generalmente analógico.
• Muchos sistemas digitales convierten señales analógicas en señales digitales. • Muchas aplicaciones cambian al usar implementaciones digitales: − Casete → MP3 − VHS → DVD

Beneficios de la Digitalización
Las señales analógicas (ejem. audio) pueden perder calidad. • Los voltajes no...