CIRCUITOS INTEGRALES DIGITALES

INTRODUCCIÓN

Un procesador o también llamado microprocesador, es el circuito integrado central y más complejo de un sistema informático; a modo de ilustración, se le suele llamar por analogía el cerebro de un computador. Es un circuito integrado conformado por millones de componentes electrónicos. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un computador catalogado como microcomputador.

Además, un microprocesador es un circuito de alta escala de integración, compuesto de muchos circuitos más simples como son los Fip-flops, contadores, registros, decodificadores, comparadores, etc; todos ellos en una misma pastilla de silicio, de modo que el microprocesador puede ser considerado un dispositivo lógico de propósito general o universal. Todos estos componentes que llevan a cabo físicamente la lógica y operación del microprocesador se denominan el hardware del micro. Además existe una lista de instrucciones que puede realizar o acciones que puede llevar a cabo el micro. Éstas constituyen el lenguaje del micro o software.

Cabe destacar, que un procesador es el encargado de ejecutar los programas; desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; sólo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria,

Por otro lado, otro rasgo importante de un procesador es la velocidad la cual suele medirse por la cantidad de operaciones por ciclo de reloj que puede realizar y en los ciclos por segundo que este último desarrolla, o también en MIPS. A su vez también existen otros factores muy influyentes en el rendimiento, como puede ser su memoria caché, su cantidad de núcleos, sean físicos o lógicos, el conjunto de instrucciones que soporta, su arquitectura, etc; por lo que sería difícilmente comparable el rendimiento de dos procesadores distintos basándose sólo en su frecuencia de reloj.

Es por eso que, se dice que el buen funcionamiento de un computador depende estrechamente de la capacidad de un procesador ya que es el encargado de realizar toda operación aritmético-lógica, de control y de comunicación con el resto de los componentes integrados que conforman un PC.También es el principal encargado de ejecutar los programas, sean de usuario o de sistema; sólo ejecuta instrucciones programadas a muy bajo nivel realizando operaciones elementales, básicamente, las aritméticas y lógicas, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lógicas binarias y accesos a memoria.

Finalmente se hizo necesario enfocar este trabajo de investigación con la finalidad de estudiar detalladamente el Diseño Lógico de Procesadores; luego de realizar exposiciones con temas referentes a esta unidad lo que permitió llegar a analizar cada uno de los puntos enfocándose siempre en el tema principal

A continuación se muestran algunos de los temas que formaron parte de la unidad anteriormente nombrada:

1. Organización del Procesador. Unidad aritmético Logica.

2. Diseño de Procesadores. Diseño de un circuito aritmético.

3. Diseño del circuito lógico. Diseño de una unidad lógica aritmética.

4. Registro de condición. Diseño de un registro de desplazamiento.

5. Unidad procesadora. Diseño del acumulador.

CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES

 Características de los circuitos integrados Digitales.

 Características del transistor Bipolar.

 Circuitos RTL Y DTL

Circuitos integrados digitales

Los circuitos integrados son la base fundamental del desarrollo de la electrónica en la actualidad, debido a la tendencia a facilitar y economizar las tareas del hombre.

Por esto es fundamental el manejo del concepto de circuito integrado, no sólo por aquellos que están en contacto habitual con este, sino también por las personas en general, debido a que este concepto debe de quedar inmerso dentro de los conocimientos mínimos de una persona.

Un circuito integrado es una pieza o cápsula que generalmente es de silicio o de algún otro material semiconductor, que utilizando las propiedades de los semiconductores, es capaz de hacer las funciones realizadas por la unión en un circuito, de varios elementos electrónicos, como: resistencias, condensadores, transistores, etc.

Clasificación De Los Circuitos: Según Las Familias Logicas Rtl Y Dtl

1. FAMILIA LÓGICA RTL:

FAMILIAS LOGICAS

Una familia lógica es un conjunto de circuitos integrados que implementan distintas operaciones lógicas compartiendo la tecnología de fabricación y en consecuencia, presentan características similares en sus entradas, salidas y circuitos internos. La similitud de estas características facilita la implementación de funciones lógicas complejas al permitir la directa interconexión entre los chips pertenecientes a una misma familia.

Teniendo en cuenta el tipo de transistores utilizados como elemento de conmutación, las familias lógicas pueden dividirse en dos grandes grupos: las que utilizan transistores bipolares y las que emplean transistores MOS.

CLASIFICACION DE LOS CIRCUITOS SEGÚN LAS FAMILIAS LOGICAS RTL Y DTL

1. FAMILIA LOGICA RTL:

Aparecieron casi inmediatamente después de la familia lógica ECL (Emitter Coupled Logic). RTL son las iniciales de las palabras inglesas Resistor, Transistor, Logic. Esto quiere decir que es una familia lógica basada en resistencias y transistores bipolares conmutando entre corte y saturación, esto con el fin de reproducir dentro de un chip los circuitos que se realizaban utilizando componentes discretos.

Las características de esta familia lógica son las siguientes:

- Puerta básica: NOR

- Frecuencia de utilización típica: 8MHz

- Inmunidad al ruido: BAJA

- Potencia típica disipada: 12 mW

- Numero de funciones realizables: ALTO

- Intervalo de temperatura de funcionamiento: -55 °C a 125 °C ó 0 °C a 75 °C

- Tensión de alimentación: 3v

- Cargabilidad de salida (fan-out): BAJA

• Lógica resistencia-transistor

La lógica de resistencia-transistor RTL es una clase de circuitos digitales construido utilizando resistencias como la red de entrada y la salida de transistores bipolares (BJTs) como dispositivos de conmutación. RTL es la primera clase de lógica digital transistorizado circuito utilizado; otras clases incluyen lógica diodo-transistor DTL y lógica transistor-transistor TTL.

• Ventajas del RTL

La principal ventaja de la tecnología RTL fue que se trataba de un número mínimo de transistores, que fue una consideración importante antes de la tecnología de circuito integrado (es decir, en circuitos utilizando componentes discretos), como los transistores fueron el componente más costoso de producir. Principios de la lógica de producción de CI (como Fairchild en 1961) utilizan el mismo enfoque brevemente, pero rápidamente la transición a un mayor rendimiento, como los circuitos de transistores, diodos y transistores lógica transistor-lógica (a partir de 1963 en Sylvania), desde diodos y transistores no más caro que las resistencias en el CI.

• Desventajas del RTL

La evidente desventaja de RTL actual es su alta dispersión cuando el transistor conduce a la salida superdirecta sesgar resistencia. Esto requiere que ser más actual y el calor suministrado a ser retirados de los circuitos RTL. En contraste, los circuitos TTL minimizar estos dos requisitos.

Lancaster dice que el circuito integrado RTL NI puertas (que tienen un transistor por entrada) puede ser construido con "cualquier número razonable" de la lógica de los insumos, y da un ejemplo de un 8-NI puerta de entrada .

Un circuito integrado RTL NI puerta puede manejar hasta 3 puertas de otros similares. Por otra parte, tiene suficiente para conducir la salida de hasta 2 estándar de circuito integrado RTL "topes", cada uno de los que puede manejar hasta 25 RTL otra norma NI puerta RTL puerta NOR NPN

• Tecnología resistencia-Transistor

Constituyerón un paso adelante en la concepción de los circuitos digitales electrónicos. Consistierón en encapsular juntos los componentes de la puerta NO-O NOR,constituyendo de esta forma un bloque que el diseñador de sistemas digitales podía utilizar como tal. En esta tecnología se realizarón además circuitos temporizadores junto con la secuencia de evolución en el tiempo de sus señales.

El primer circuito que se utilizó representaba una puerta NO-O NOR en lógica negativa realizada con resistencia y un transistor bipolar de germanio. El principal inconveniente de este circuito es la necesidad de utilizar una alimentación auxiliar para polarizar inversamente la base del transistor cuando todas las entradas del mismo se encuentran en estado cero a fin de reducir la corriente de pérdidas del colector.Este inconveniente se evitó posteriormente mediante la utilización de transistores de silicio.

• Características técnicas de RTL

Por la forma en la cual está integrada la electrónica interna, el "bloque fundamental" de la familia RTL no es ninguna de nuestras funciones lógicas básicas (OR, AND, NOT), sino la función NOR. El bloque NOR es la base de la familia RTL.

Los circuitos integrados RTL siempre se destacaron por ser una familia de componentes muy resistentes a cualquier tipo de falla. Inclusive en la literatura promocional

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