tema4

Bloques Combinacionales

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Comparadores
Sumadores y Semisumadores
Multiplexores Demultiplexores
Codificadores Decodificadores
Convertidores de código
Generadores /comprobadores de paridad
Memorias ROM y Dispositivos PLA
Buffer triestado

Circuitos combinacionales
Cuando se conectan puertas lógicas entre sí, sin que haya
almacenamiento, el circuito resultante se calificacomo combinacional.

Dr. Oscar Ruano 2011-2012

¿Por qué módulos estándar?
Cualquier sistema combinacional puede implementarse como un sistema
de 2 niveles: AND-OR
Teóricamente es posible implementar cualquier sistema recurriendo a este
modelo sistemático
Utilizar esto para sistemas complejos, es muy costoso en tiempo y a veces
imposible de implementar una network de 2 niveles debido a propiedadesinherentes en las puertas lógicas:
FAN IN: define el máximo número de inputs que una puerta lógica puede aceptar
FAN OUT: define el máximo número de inputs que la salida de una puerta lógica
puede alimentar.

Estos motivos hacen que los sistemas complejos se implemente de forma
jerárquica o modular.
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Comparadores

Comparador Básico

Dr. Oscar Ruano 2011-2012Especificación de un comparador
Especificación en alto nivel

Codificación:

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Especificación de un comparador
Función:

Ecuación:

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Sumadores y Semisumadores
Suma de dos números

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Sumadores y Semisumadores
Ecuación:

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Sumadores y Semisumadores

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Semisumador elemental
Elsemisumador (half adder) es un circuito que suma dos bits de entrada ai
y bi y devuelve un bit de resultado zi y un bit de acarreo ci.

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Sumador completo
El sumador completo (full adder) es un circuito que suma dos bits de entrada ai y bi
más un acarreo de entrada ci-1 y devuelve un bit de resultado zi y un bit de acarreo ci

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Sumador completo(full adder)
BCin

00

01

11

10

0

0

1
1

0

11

1

1

0

11

0

BCin

00

01

11

10

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

A

A

∑ = ABC + ABC + ABC + ABC =

(

) (
)
= C ( A ⊕ B ) + C (A ⊕ B ) = ( A ⊕ B ) ⊕ C

= C AB + AB + C AB + AB =

Cout = AB + ACin + BCin
Cout = AB + ABCin + A BCin =

(

)

= AB + Cin AB + AB =
= AB + Cin( A ⊕ B )

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Sumador completo compuesto desemisumadores

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Sumador en paralelo de 4 bits (nibble)
Un sumador de 4 bits se implementa mediante 4 full adders. Dependiendo
del método elegido para manejar los acarreos el sumador puede ser
acarreo serie
acarreo anticipado

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Ejemplo de aplicación

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Sumador paralelo con acarreo serie
Se construye asociando n sumadoreselementales completos (full adder)
que reciben y procesan todos ellos los datos en paralelo, si bien el acarreo
se propaga en serie de un sumador a otro (circuito lento)

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Ejemplo de retardo acarreo serie

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El tiempo de retardo considerado es el tiempo de suma del caso peor

Sumador de acarreo anticipado

Dr. Oscar Ruano 2011-2012

Sumador deacarreo anticipado
El sumador Paralelo con Acarreo Anticipado (Look Ahead Carry, LAC) es
muy rápido porque evita el overhead de propagación del acarreo a costa
de una penalización en área.
No se basa en las ecuaciones directas para Ci+1 y Si, sino en dos funciones
adicionales llamadas de generación (Gi) y de propagación (Pi), para
cada bit ‘i’ (i = 0, 1, 2…)
Generación de Acarreo: tiene lugar cuando elsumador completo genera
internamente un acarreo de salida. Solo cuando ambos bits son 1 se genera
acarreo

Gi = AiBi

Propagación de Acarreo: tiene lugar cuando el acarreo de entrada se transmite
como acarreo de salida. Solo cuando un de los bits de entrada es 1 se propaga el
acarreo
i
i
i

P = A ⊕B

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Sumador de acarreo anticipado

La limitación mas importante es que a...