Diseño de Lógica Combinacional (2)

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1 Diseño de Lógica Combinacional (2)
Sistemas digitales I C. Sisterna Sistemas Digitales I

2 Nombre de Señales En un circuito lógico el nombre de una señal de entrada o salida debe ser relacionada a la funcionalidad de la señal X F Y G Z Czo Each input and output signal in a logic circuit should have a descriptive alphanumeric label, the signal’s name. Most computer-aided design systems for drawing logic circuits also allow certain special characters, such as *, _, and !, to be included in signal names. In the analysis and synthesis examples in Chapter 4, we used mostly single-character signal names (X, Y, etc.) because the circuits didn’t do much. However, in a real system, well-chosen signal names convey information to someone reading the logic diagram the same way that variable names in a software program do. A signal’s name indicates an action that is controlled (GO, PAUSE), a condition that it detects (READY, ERROR), or data that it carries (INBUS[31:0]). EncMotor Pausa Activar_Alarma Llenar C. Sisterna Sistemas Digitales I

3 Valor Activo de una Señal
En un circuito lógico cada señal debe tener definido un nivel activo Una señal es activa en alto si se ejecuta la condición asociada a la señal cuando su valor es un ‘1’ o ALTO Una señal es activa en bajo si se ejecuta la condición asociada a la señal cuando su valor es un ‘0’ o BAJO Se dice que una señal es acertada cuando se encuentra en su valor activo Se dice que una señal es negada o des-acertada cuando no se encuentra en su valor activo C. Sisterna Sistemas Digitales I

4 Valor Activo de una Señal
El valor activo de una señal normalmente es definido por el diseñador del circuito Diversos circuitos integrados comerciales usan valor activo bajo para algunas señales, mientras que para otras usan valor activo en alto Ejemplo: CI 74x138 Símbolo Lógico Pinout (E/S) Diagrama Lógico C. Sisterna Sistemas Digitales I

5 Valor Activo de una Señal
Ejemplo: CI 74x138 C. Sisterna Sistemas Digitales I

6 Valor Activo de una Señal
Ejemplo: CI 74x138 En1 En2_n En3 Deco1 Deco2 Deco3 C. Sisterna Sistemas Digitales I

7 Circuitos Lógicos - Esquemáticos
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8 Un Bus es una colección de dos o mas señales relacionadas entre sí
En un diagrama de bloques o en un dibujo esquemático, un Bus es representado por una línea gruesa terminada en flecha (indicando la dirección del bus) La cantidad de señales que constituyen un Bus normalmente is indicada agregando al nombre del Bus el rango de la cantidad de señales. Por ej. Bus_Direcciones(31:0), Datos[7:0] C. Sisterna Sistemas Digitales I

9 Buses Logic diagrams use special notation for buses in order to reduce the amount of drawing and to improve readability. As shown in Figure 5-16, a bus has its own descriptive name, such as ADDR[15:0], DATA[7:0], or CONTROL. A bus name may use brackets and a colon to denote a range. Buses are drawn with thicker lines than ordinary signals. Individual signals are put into or pulled out of the bus by connecting an ordinary signal line to the bus and writing the signal name. Often a special connection dot is also used, as in the example. A computer-aided design system keeps track of the individual signals in a bus. When it actually comes time to build a circuit from the schematic, signal lines in a bus are treated just as though they had all been drawn individually. The symbols at the right-hand edge of Figure 5-16 are interpage signal flags. They indicate that LA goes out to page 2, DB is bidirectional and connects to page 2, and CONTROL is bidirectional and connects to pages 2 and 3 C. Sisterna Sistemas Digitales I

10 Decodificadores Un decodificador es un circuito combinacional de múltiple-entradas y múltiple-salidas, que convierte un código de entrada en un diferente código de salida El decodificador mas comúnmente usado es el que tiene n bits de entradas codificadas en binario, y 2n salidas. Hay una correspondencia directa entre cada combinación de las entradas con la correspondiente combinación de las salidas Tabla de Verdad de un Decodificador Binario de 2 a 4 truth table, as well as make the functions of the inputs more clear. The input code of an n-bit binary decoder need not represent the integers from 0 through 2n−1. For example, Table 5-5 shows the 3-bit Gray-code output of a mechanical encoding disk with eight positions. The eight disk positions can be decoded with a 3-bit binary decoder with the appropriate assignment of signals to the decoder outputs, as shown in Figure Also, it is not necessary to use all of the outputs of a decoder, or even to decode all possible input combinations. For example, a decimal or BCD decoder decodes only the first ten binary input combinations 0000–1001 to produce outputs Y0–Y9 C. Sisterna Sistemas Digitales I

11 Decodificador de 3 a 8: 74x138 Símbolo Lógico Pinout (E/S)
Diagrama Lógico C. Sisterna Sistemas Digitales I

12 Decodificador de 3 a 8: 74x138 C. Sisterna Sistemas Digitales I

13 Decodificadores en Cascada
Como conectar dos decodificadores de 2 a 3 para obtener uno de 4 a 16? C. Sisterna Sistemas Digitales I

14 Decodificadores en Cascada: de 5 a 32
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15 Decodificador BCD a Decimal: 74x42
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16 Decodificador BCD a Decimal: 74x42
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17 Codificadores Es un circuito lógico combinacional que acepta un nivel activo en una de sus entradas, y la convierte en una salida codificada Al contrario de un decodificador, el codificador tiene 2n entradas y n salidas. Donde la salida es el código correspondiente a la entrada activa Codificador Decimal a BCD n Salidas Entrada Decimal 2n Entradas Salida BCD C. Sisterna Sistemas Digitales I

18 Codificador con Prioridad
Cuando mas de una entrada es activa al mismo tiempo, la salida del codificador puede no ser correcta, para solucionar este problema se le asigna una prioridad a las líneas de entrada. De este modo cuando mas de una línea de entrada es activa, el codificador produce la salida de la entrada de mayor prioridad Codificador con Prioridad Funciones Lógicas Intermedias C. Sisterna Sistemas Digitales I

19 Codificador con Prioridad: 74x148
Símbolo Lógico Tabla de Verdad del 74x148 C. Sisterna Sistemas Digitales I

20 Codificador - Ejemplo Uso (1)
Salidas Codificadas en BCD complemento Codificador con prioridad C. Sisterna Sistemas Digitales I

21 Codificador - Ejemplo Uso (2)
Codificador con prioridad C. Sisterna Sistemas Digitales I

22 Multiplexer Circuito lógico combinacional que conecta una de sus 2n entradas a su salida. La selección de cual entrada se conecta a la salida se hace a través de n entradas de selección Multiplexer 8 a 1 74x151 Tabla de Verdad del 74x151 C. Sisterna Sistemas Digitales I

23 Multiplexer Multiplexer 4-bit 74x157 Tabla de Verdad del 74x157 1X 000
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24 Ejemplo de Uso de Multiplexer
Display Botón de Selección Datos para el display: T: temperatura A: promedio de km/litros I: instantáneo km/litro M: Km recorridos C. Sisterna Sistemas Digitales I

25 32 a 1 Multiplexer Usando el 74x151 y un decodificador construir un multiplexer de 32 a 1 C. Sisterna Sistemas Digitales I

26 Demultiplexer Circuito lógico combinacional que conecta una entrada a una de las 2n posibles salidas. La selección de a cual salida se conecta la entrada se hace a través de n entradas de selección C. Sisterna Sistemas Digitales I

27 Demultiplexer C. Sisterna Sistemas Digitales I

28 Demultiplexer C. Sisterna Sistemas Digitales I

29 Demultiplexer C. Sisterna Sistemas Digitales I

30 Comparadores Circuito combinacional que compara dos palabras codificadas en binario e indica si son iguales o no Comparador de un bit Z = ‘1’ si X tiene diferente valor que Y Z = ‘1’ si X tiene igual valor que Y C. Sisterna Sistemas Digitales I

31 Comparadores Ejercicio
Comparar dos números binarios, A y B, de cuatro bits cada uno, indicar si son iguales o distintos C. Sisterna Sistemas Digitales I

32 Comparadores en Serie Ejercicio
Cómo conectar este comparador de un bit para comparar dos números binarios de tres bits cada uno? C. Sisterna Sistemas Digitales I

33 Comparadores Comerciales
Cuál es el significado de los términos SSI ?, MSI ?, LSI?, VLSI? C. Sisterna Sistemas Digitales I

34 Comparadores Comerciales
AGTBOUT = (A>B) + (A=B).AGTBIN AEQBOUT = (A=B). AEQBIN ALTBOUT = (A<B) + (A=B).ALTBIN C. Sisterna Sistemas Digitales I

35 Sumador Binario Semi-sumador Sumador Completo C. Sisterna
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36 Sumador Con Acarreo Paralelo (Carry Lookahead Adder)
Sumador Binario Sumador Con Acarreo Serie Sumador Con Acarreo Paralelo (Carry Lookahead Adder) C. Sisterna Sistemas Digitales I

37 Sumadores Comerciales
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38 Unidades Aritmético-Lógicas (ALU)
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39 Circuitos de Paridad Bit de paridad es muy usado para transferencia de datos, como así también para los datos almacenados en memoria Bit de paridad es ‘0’ si la cantidad de ‘1’ del numero binario es par, sino es ‘1’ (llamada paridad par) n compuertas XOR pueden ser conectadas para formar un circuito que detecte la paridad de n+1 entradas Circuito detector de paridad impar. ODD = ‘1’ si el número de ‘1’ de entrada es impar C. Sisterna Sistemas Digitales I