Electronica

ELO211: Sistemas Digitales
Tomás Arredondo Vidal
1er Semestre – 2006
Este material está basado en:
textos y material de apoyo: Contemporary Logic Design 1st / 2nd edition. Gaetano
Borriello and Randy Katz. Prentice Hall, 1994, 2005
material del curso ELO211 del Prof. Leopoldo Silva
material en el sitio http://es.wikipedia.org
7: Combinacionales

1

7-Sistemas Combinacionales
7.1Introducción
7.2 Multiplexores, Demultiplexores,
Decodificador
7.3 PLAs, PALs, ROMs
7.4 FPGAs
7.5 HDLs

7: Combinacionales

2

Introducción: Componentes básicos
Transistores se integraron en compuertas (1960s)
Catálogos de compuertas comunes (1970s)
TI Logic Data Book
listas de los típicos paquetes de chips y sus caracterizaciones
(retardos, consumo)
paquetes típicos en chips de 14pins
• 6 inversores, 4 compuertas NANDS, 4 compuertas XOR

Cambios (rediseños) a estos diseños son difíciles de
hacer
Hay que reconectar partes o puede necesitar mas
componentes
se diseñaba con compuertas extras en cada placa por si fuera
necesario usarlas
7: Combinacionales

3

Introducción: Bloques multi-uso
Hoy muy pocos de estas chips se utilizan
Pero, bibliotecas de estascompuertas se usan para
diseñar nuevos chips
se reutilizan las compuertas ya caracterizadas
las compuertas no existen en inventario se crean a medida
que se van necesitando

Hoy se usan componentes de lógica programable
se gana en flexibilidad
tiempos mas cortos de diseño
mas difícil de analizar en términos de compuertas especificas
se analiza usando bloques multi-uso mas grandes
7:Combinacionales

4

7-Sistemas Combinacionales
7.1 Introducción
7.2 Multiplexores, Demultiplexores,
Decodificadores
7.3 PLAs, PALs, ROMs
7.4 FPGAs
7.5 HDLs

7: Combinacionales

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Mux/Demux

A

Se usan para conectar y rutear

Y

B

Z

Muchos inputs a un output - multiplexor
Un input a muchos outputs – demultiplexor
Se pueden usan para conectar entre diferentes fuentes ydestinos
control

multiplexor

control

demultiplexor

switch 4x4
7: Combinacionales

6

Mux y demux (cont'd)
Uso de multiplexor/demultiplexor en conexiones
multi-punto (como en este sumador)
A0
Sa

A1

B0

B1

MUX

MUX

A

Sb

B

múltiples fuentes de input

Sum
Ss

DEMUX
S0

S1

múltiple destinos de output

7: Combinacionales

7

MultiplexoresMultiplexores: concepto general
2n data inputs, n inputs de control inputs, 1 output
se usan para conectar 2n puntos a un de punto salida
patrón de control binario indexa cual input se conecta al
output
I1 I0 A
Z
A
Z
0
1

Z = A' I0 + A I1

I0
I1

forma funcional
forma lógica
dos formas alternativas
para una tabla de verdad Mux 2:1

0
0
0
0
1
1
1
1

0
0
1
1
0
01
1

0
1
0
1
0
1
0
1

0
0
1
0
0
1
1
1

7: Combinacionales

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Multiplexores (cont'd)
2:1 mux:

Z = A'I0 + AI1

4:1 mux:

Z = A'B'I0 + A'BI1 + AB'I2 + ABI3

8:1 mux:

Z = A'B'C'I0 + A'B'CI1 + A'BC'I2 + A'BCI3 +
AB'C'I4 + AB'CI5 + ABC'I6 + ABCI7
2 n -1

En general: Z = Σ

k=0

(mkIk)

sumatoria de minterms para un 2n:1 Mux

I0
I1

2:1
mux
A

ZI0
I1
I2
I3

4:1
mux
AB

Z

I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7

8:1
mux

Z

ABC
7: Combinacionales

9

Implementación de multiplexores
usando compuertas
2:1 mux

4:1 mux

7: Combinacionales

10

Multiplexores en cascada
Se pueden implementar multiplexores mas grandes usando
multiplexores mas pequeños en cascada
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7

8:1
mux

4:1mux

2:1
mux

A

I0
I1

2:1
mux

I2
I3

4:1
mux

BC

Z

implementación
alternativa

2:1
mux

I4
I5

señales de control B y C simultáneamente seleccionan
I6
una de I0, I1, I2, I3 y una de I4, I5, I6, I7
I7
señal de control A elige cual de los outputs
de los mux’s se envia a Z

2:1
mux

8:1
mux

4:1
mux

Z

2:1
mux
C

AB

7: Combinacionales...