Diseño de un Circuito Lógico

Diseño de un Circuito Lógico

Los circuitos lógicos son básicamente un arreglo de interruptores, conocidos como “compuertas lógicas” (compuertas AND, NAND, OR, NOR, NOT, etc.) Cada compuerta lógica tiene su tabla de verdad. Y, si pudiéramos ver en más detalle la construcción de éstas, veríamos que es un circuito comprendido por transistores, resistencias, diodos, etc. conectados de manera que se obtienen salidas específicas para entradas específicas.

La utilización extendida de las compuertas lógicas, simplifica el diseño y análisis de circuitos complejos. La tecnología moderna actual permite la construcción de circuitos integrados que se componen de miles (o millones) de compuertas lógicas.

* AND: La operación And requiere que todas las señales sean simultáneamente verdaderas para que la salida sea verdadera. Así, el circuito de la figura necesita que ambos interruptores estén cerrados para que la luz encienda.

* OR: La operación Or tiene similares características a la operación And, con la diferencia que basta que una señal sea verdadera para que la señal resultante sea verdadera.

* NOT: La última de las tres operaciones fundamentales, la cual también se conoce como negación, complemento o inversión, es mucho más simple que las anteriores. En la figura se puede observar el circuito, que en este caso tiene la particularidad de que al estar el interruptor abierto la luz enciende, cuando él está en posición de cerrado la luz permanecería apagada.

* NAND: Es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica negada -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas están en 1 (uno) o en ALTA, su salida está en 0 o en BAJA, mientras que cuando una sola de sus entradas o ambas están en 0 o en BAJA, su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA.

DISEÑO DE UNA UNIDAD LOGICA ARITMETICA

En el diseño de una ALU se deben seguir los siguientes pasos:

1. Diseñar la sección aritmética independientemente de la sección lógica.

2. Determinar las operaciones lógicas del circuito aritmético, asumiendo que los acarreos de salida de todas las etapas son 0.

3. Modificar el circuito aritmético para obtener las operaciones lógica requerida.

El diseño simple de una ALU se hace utilizando el sumador completo para generar las operaciones lógicas de la unidad. Por lo tanto es necesario introducir una variable de control adicional (S2), con el fin de seleccionar entre las operaciones lógicas y aritméticas.

* El número a ser sumado es transferido desde la memoria al registro B.

* El número en el registro B y el número en el acumulador son sumados en los circuitos lógicos (comandados desde la unidad de control). La suma resultante en enviada al acumulador para ser almacenada.

* Al nuevo número en el acumulador se le puede sumar otro, o si el proceso aritmético en particular ha terminado, el número puede ser transferido a memoria para almacenarlo.

Estos pasos demuestran de donde el registro acumulador deriva su nombre. Este registro "acumula" los valores que resultan de ejecutar sucesivas sumas entre nuevos números extraídos desde memoria y el resultado de las sumas anteriores almacenado en el acumulador. Para cualquier problema aritmético que contienen varios pasos, el acumulador siempre contiene el resultado de los pasos intermedios, así como el resultado final cuando la ejecución ha terminado.

* REGISTRO DE CONDICIÓN.

Las magnitudes relativas de dos números pueden ser determinadas restando un número de otro y luego combinando ciertas condiciones de los bits en la diferencia resultante. Si los dos

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