Logica Programable

Lógica Programable (PDL).

Los dispositivos de lógica programable PLD (por sus siglas del inglés Programmable Logic Device) son circuitos integrados conformados por diferentes tipos de compuertas lógicas y de flip-flops que son dispuestos a voluntad del diseñador del circuito. Los PLD pueden ser programados por el usuario para implementar funciones lógicas en diferentes situaciones, siendo los PLD una manera más sencilla de reemplazar varios circuitos integrados para implantar la misma función lógica.

Entre las ventajas más notorias de un PLD se encuentran las siguientes:

• Los PLD representan menor costo para fabricantes.

• Pueden reemplazar funciones de otros dispositivos lógicos.

• Reducción de espacio en baquelitas donde se coloca el circuito impreso.

• Menor requerimiento de potencia para su implantación.

En un PLD típico se tienen arreglos de compuertas lógicas, un arreglo conformado por compuertas AND al cual se le conoce como plano AND y un segundo arreglo conformado por compuertas OR el cual se conoce como plano OR. Los PLD pueden ser clasificados de acuerdo a los planos que tengan.

De acuerdo por lo dicho por Moran (2006), “Las variables de entrada (que vienen de las terminales externas del dispositivo) tienen interconexiones hacia uno de los planos, a través de compuertas con salidas complementarias (es decir con una salida inversora y una no-inversora ); y salidas de los planos, conectadas a las terminales externas del dispositivo, por elementos lógicos como pueden ser: inversores, compuertas OR y flip-flop’s; además, en algunos casos existe retroalimentación de las salidas hacia uno de los planos, para tomarlas como entradas nuevamente (aplicación utilizada frecuentemente en el caso de lógica secuencial).La programación se lleva a cabo por medio de conexiones fusibles; de tal forma que en una compuerta OR, una entrada con conexión fusible “ Fundida o Quemada ” (fusible abierto) funcione como un cero lógico y una conexión intacta como el valor de la(s) variable(s) de entrada.”

Simbología en los PLD.

En la figura 1 se muestran la organización de un PLD de dos entradas, en la cual se muestra la simbología típica adoptada por los fabricantes de PLD.

Según Moran (2006), “Los fabricantes han sustituido el símbolo del inversor y del no-inversor en uno solo; pero, con dos salidas complementadas. Han simplificado las líneas de entrada a una compuerta AND u OR, por medio de una sola línea. Las conexiones entre compuertas se representan mediante una “X” o un punto. Las “X” se encuentran en el Plano programable y describen una conexión fusible intacta. En el Plano fijo, un punto representa una conexión fija y que por supuesto, ya no puede cambiarse. La ausencia de estos dos símbolos en un cruce de líneas significa que no existe conexión entre ellas.”

Figura 1: Simbología adoptada en los PLD

Fuente: Moran (2006). Dispositivos Lógicos Programables. Universidad de Guadalajara. México.

Organización básica y descripción de los elementos del computador

Para llevar a cabo la descripción de los elementos más importantes en la estructura de un computador es necesario las funciones que lleva a cabo este equipo y conocer los componentes más relevantes para el desarrollo de estas funciones. Entre las principales funciones que son llevadas a cabo un computador se encuentran las siguientes:

• Recibir entradas. Se conoce como las entradas a los datos seleccionados para su procesamiento.

• Producir salidas. Se entiende a las salidas como el despliegue de los resultados del procesamiento de las entradas.

• Procesar información.

• Almacenar información.

Entre los principales elementos de un computador se encuentran los siguientes:

• Unidad Central de Procesamiento: Conocido como el CPU por sus siglas del inglés central processing unit. En el CPU el usuario provee al computador patrones de bits de entrada y este sigue las instrucciones previamente programadas para convertir esta entrada en un patrón de bits de salida y ser devuelta al usuario. La conversión de los patrones de entrada a salida son llevadas a cabo por el CPU, el cual interpreta y se encarga de seguir las instrucciones en cada uno de los programas. El CPU realiza operaciones aritméticas lógicas con los datos de entrada y entabla comunicación con las demás partes del sistema. Un CPU está compuesto por una amplia gama de circuitos electrónicos.

• Unidad de Control: Representa el corazón del procesador. La unidad de control lleva a cabo tres funciones principales que son: Leer e interpretar instrucciones del programa, dirigir la operación de los componentes internos del procesador y controlar el flujo de programas y datos desde y hacia la RAM. La unidad de control se destaca por poseer registros que no son más que áreas de almacenamiento de trabajo de alta velocidad, los cuales solo pueden almacenar unos cuantos bytes. Los registros son utilizados para una gran cantidad de procedimientos puesto a que los mismos facilitan el movimiento de datos e instrucciones entre la RAM, la unidad de control y la unidad aritmético-lógica.

• Unidad Aritmético-Lógica: se le puede llamar también como la ALU (por sus siglas del inglés Aritmetic Logic Unit). La ALU es la encargada de realizar todos los cálculos (suma, multiplicación) y todas las operaciones lógicas (comparaciones de números o letras) en un computador.

Estructura y organización de la memoria

Funcionamiento de la Unidad de Control (UC)

La UC interpreta las instrucciones y gobierna la ejecución de las mismas, gestionando el modo en que se controlan los diversos elementos del computador.

...