tipos de circuito lógicos combinacionales.

CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES

presentado por: Jeisson Fontalvo

Licenciado: Deimer Dominguez Zabaleta

Grado: 11° 

Nuestra señora de Fatima

Soledad-Atlántico 

2020

Introducción

en el siguiente blog hablaré de los circuitos lógicos combinacionales, su definición, tipos, características y algunas imágenes representativas del tema; ademas de la importancia de este.

un circuito combinacional consiste en compuertas logicas cuyas salidas se determinan directamente en cualquier momento de la combinacion presente de las entradas, sin tener en cuenta las entradas anteriores. 

¿que son circuitos lógicos combinacionales? 

Se denomina sistema combinacional o lógica combinacional a todo sistema digital en el que sus salidas son función exclusiva del valor de sus entradas en un momento dado, sin que intervengan en ningún caso estados anteriores de las entradas o de las salidas. Las funciones booleanas –compuestas por operadores OR, AND, NAND, XOR– se pueden representar íntegramente mediante una tabla de la verdad. Por tanto, carecen de memoria y de retroalimentación.Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole a partir de su función lógica, generando de forma matemática el funcionamiento del sistema combinacional. De este modo, cada señal de entrada es una variable de la ecuación lógica de salida. Por ejemplo, un sistema combinacional compuesto exclusivamente por una puerta AND tendría dos entradas A y B. Su función combinacional sería , para una Puerta Or sería . Estas operaciones se pueden combinar formando funciones más complejas.

Analizando el circuito con compuertas digitales que se muestra, se ve que la salida de cada una de las compuertas que se muestran en el circuito, depende únicamente de sus entradas ( A y B), ya sea que estén negadas o sin negar.

La salida F (salida final o total del circuito) variará si alguna de las entradas A o B o las dos a la vez cambian. Los circuitos de lógica combinacional son hechos a partir de las compuertas básicas: compuerta AND, compuerta OR, compuerta NOT. También pueden ser construidos con compuertas NAND, compuertas NOR, compuerta XOR, que son una combinación de las tres compuertas básicas.

La operación de los circuitos combinacionales se entienden escribiendo las ecuaciones booleanas y sus respectivas tablas de verdad. En este ejemplo la ecuación booleana es: F = A.B’+A’.B

donde: A’ es “A negado” y  B’ es “B negado”

Se puede observar de la tabla de verdad que la ultima columna “Salida F” sólo depende de las entradas A y B actuales.

Este diagrama y su respectiva tabla de verdad son un ejemplo específico. Otros diagramas pueden tener más entradas (A, B, C, …etc), más salidas (F1, F2, F3,…, etc) y habría que obtener la tabla de verdad para cada salida en función de las entradas existentes.

TIPOS DE CIRCUITOS COMBINACIONALES

se pueden dividir en dos grandes grupos:

circuitos SSI: hace referencia a los primeros circuitos integrados que se desarrollaron. Cumplían funciones muy básicas, como puertas lógicas y abarcan desde unos pocos transistores hasta una centena de ellos. 

Son circuitos de baja escala de integración, y contienen hasta 10 puertas lógicas o 100 transistores.En este nivel se tienen compuertas lógicas como NAND, NOT, AND, OR, XOR en diversos circuitos integrados; memorias de 1 bit, flips-flops, el IC 7480 (sumador completo de 1 bit), entre otros.

Los circuitos SSI fueron cruciales en los primeros proyectos aerospaciales, y viceversa, ya que los programas espaciales como Apolo o el misil Minuteman necesitaban dispositivos digitales ligeros. El primero motivó y guio el desarrollo de la tecnología de circuitos integrados, mientras que el segundo hizo que se realizara una producción masiva. 

circuito MSI : posee en su interior un numero de compuertas lógicas que oscila entre 10 y 100 . a continuación se hará referencia a los principales circuitos lógicos combinatorios y sus funciones. 

Este tipo de circuitos se pueden clasificar según la función que cumplen dentro de los sistemas digitales en los siguientes tipos:

Circuitos MSI de comunicación

a) Codificadores:

Son dispositivos que transforman una señal expresada en código humano a código binario, y el cual se denominará completo si las entradas son iguales a 2 elevado a la cantidad de salidas (n), e incompleto si las entradas son menores a dicha cantidad. Por otra parte, un codificador puede ser de dos tipos: con prioridad y sin prioridad; en el primer caso, será capaz de atender a varias entradas simultáneas y determinar el criterio que da prioridad a una señal u otra, mientras que al ser "sin prioridad", sólo aceptará una entrada a la vez.

b) Decodificadores:

Son la función inversa de un codificador, los cuales disponen de n entradas y 2n salidas y que, atendiendo a su salida, pueden ser activos a nivel alto ("1") o activos a nivel bajo ("0"). La mayoría de los decodificadores integran un dispositivo de control mediante una entrada "Enable" o "Habilitada" (la cual puede estar activa a cualquiera de sus dos niveles), la cual en caso de no tener lugar no permitiría la activación del decodificador.

Por otra parte, los decodificadores pueden dividirse en dos tipos: Excitadores, para los que a partir de las diferentes entradas posibles se activa más de una salida, siendo estas salidas capaces de de dar suficiente corriente como para atacar a otros CI de la misma familia y a otros dispositivos, como displays, lámparas, relés, transductores, entre otros; los No excitadores, por su parte, son un tipo de decodificador cuyas salidas solo pueden acoplarse a otros circuitos digitales de la misma familia, ya que dan una corriente muy pequeña, incapaz de activar algún otro componente.

c) multiplexores: 

Un multiplexor es un circuito digital que selecciona una de entre varias entradas de datos Ii y lleva su valor lógico a la única salida Z del circuito. La selección de los datos se realiza mediante una o varias entradas de control Sj. La codificación binaria resultante de las entradas S indica el índice de la entrada I que pasa a la salida.

d) decodificadores : 

Un decodificador es un circuito que convierte la información (la dirección) de entrada A de N bits codificada en un código de tipo binario, en M líneas de salida Oi, donde M es el número de combinaciones del código de entrada. En códigos binarios para N bits de entrada el número de salidas es M = 2 N. Para cada dato binario de entrada se fija una única salida Oi a 1, cuyo índice i corresponde al valor binario del dato de entrada.

Circuitos MSI aritméticos

a) Sumadores:

Son circuitos que realizan la suma de dos palabras binarias, siendo distinta de la operación OR, puesto que la operación de suma de números binarios tiene la misma mecánica que la de números decimales.

b) Semisumadores:

Son dispositivos capaces de sumar dos bits y dar como resultado la suma de ambos y el acarreo.

c) Comparadores:

Poseen uno o más pares de entradas, que tienen como función comparar dos magnitudes binarias para determinar su relación, siendo el comparador más básico la compuerta XOR, ya que su salida es 1 si los dos bits de entrada son diferentes y 0 si ambos son iguales.

d) Restadores:

Cada bit del sustraendo se resta de su correspondiente bit del minuendo, para formar el bit de la diferencia. El préstamo ocurre cuando el bit del minuendo es menor al bit del sustraendo, de tal forma que se presta un 1 de la siguiente posición significativa.

Circuitos LSI 

Son circuitos de alta escala de integración, y contienen entre 100 y 1000 puertas lógicas, o de 1000 a 10000 transistores. Los ejemplos más importantes de este tipo de circuitos son los microprocesadores y la memoria de semiconductores.

Circuitos VLSI : 

Son los circuitos de más alta escala de integración, y contienen más de 1000 puertas lógicas, o más de 10000 transistores. Este tipo de circuitos, gracias a su diseño y tecnología de fabricación, aumentó en gran medida la densidad del circuito del microprocesador, la memoria y los chips, sirviendo de apoyo para interconectar los microprocesadores y los dispositivos de entrada-salida.

conclusión: 

se concluye que los circutios logios combinacionales Son un tipo de circuitos lógicos digitales con varias entradas y varias salidas, en los que la relación entre cada salida y las entradas se puede expresar mediante una función lógica, bien sea a través de expresiones algebraicas, tablas de la verdad, circuitos con puertas lógicas o alguna otra.

Analizando esta definición, se puede deducir que cada salida en un instante de tiempo determinado, depende exclusivamente de las entradas al circuito en el mismo instante de tiempo, pero no depende de las entradas que hubo en instantes de tiempo anteriores, puesto que no tiene "memoria".