Sistema Combinacional o Lógica Combinacional (Parte 6)
Autor: Rubén San Martín – Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas (CESICE). FIIIDT.
En la nota técnica titulada “Sistema Combinacional o Lógica Combinacional. Parte 1”: http://www.fii.gob.ve/sistema-combinacional-o-logica-combinacional-parte-1/, se dio a conocer que los circuitos combinacionales de Media Escala de Integración se clasifican en dos grupos según la función que desempeñan en el interior de los Sistemas Digitales, esto son Los Circuitos de Comunicación (Los Codificadores, Los Decodificadores, Convertidores de Código, Multiplexores y Demultiplexores explicados en notas técnicas anteriores) y los Circuitos Aritméticos.
Los Circuitos Aritméticos se encargan de realizar una serie de operaciones aritméticas con los datos binarios que procesan. Los más importantes son: Comparadores, Sumadores y Restadores. [1]
Circuitos Comparadores, estos circuitos permiten comparar dos entradas binarias (A y B de n bits) para indicar la relación de igualdad o desigualdad entre ellas por medio de «tres banderas lógicas» que corresponden a las relaciones A = B, A > B y A < B. La Puerta OR-Exclusive es una comparadora.
Cada una de estas banderas se activará solo cuando la relación a la que corresponde sea verdadera, es decir, su salida será 1 y las otras dos producirán una salida igual a cero.
El proceso de diseño de un comparador se realiza igual que en los casos anteriores. La Tabla de Verdad mostrada (Tabla 1) corresponde a un circuito comparador completo de dos palabras de un bit cada una. El camino a seguir para diseñar otros comparadores es válido para otros con un número de bits mayor por palabra [2].
De la tabla de la verdad se pueden obtener las siguientes funciones:
Por lo tanto, se puede realizar un circuito comparador usando las compuertas lógicas, NOT, AND y XOR, de la siguiente forma:
Circuitos Sumadores, realizan la suma aritmética de dos números enteros positivos, descritos en notación posicional binaria, estos son un elemento importante en el desarrollo de circuitos aritméticos por lo que se han desarrollado numerosas estructuras que buscan la mejora de las prestaciones del circuito.
Para operandos A y B de un bit ya se han desarrollado en otros temas el sumador completo (“full-adder”) con acarreo de entrada (Ci) y el semi-sumador (“half-adder) sin acarreo de entrada. Los bits de salida serán la salida de suma S y el acarreo de salida (Co).
Dadas las funciones se pueden realizar los sumadores con compuertas lógicas.
Circuito Restador, realizan la resta aritmética de dos números enteros, descritos en notación posicional binaria. Este circuito restador se realiza al igual que el sumador, obteniendo la tabla de la verdad:
Se obtienen dos funciones, la de “pedir prestado” (Borrow) y la función de a diferencia:
Nótese que las funciones son muy semejantes a la de los sumadores, con esto se puede realizar el circuito de un restador con compuertas lógicas.
En conclusión, los sistemas combinacionales son todos aquellos en los que las salidas dependen exclusivamente de las entradas, luego para una misma entrada siempre se tiene la misma salida. Como se sabe los sistemas combinacionales de Media Escala de Integración (MSI) son clasificados en dos importantes categorías, los circuitos de comunicación y los circuitos aritméticos, ambos de gran importancia a la hora de automatizar o controlar algunos actuadores, bien sean de potencia o no.
Bibliografías
[1] Fundación Instituto de Ingeniería para Investigación y Desarrollo Tecnológico (2020). Sistema Combinacional o Lógica Combinacional (Parte 1). Fecha de consulta: 3, noviembre, 2020 desde http://www.fii.gob.ve/sistema-combinacional-o-logica-combinacional-parte-1/
[2] Andrés Herrera (2016). Trabajo de Laboratorio Nº02: Diseño de Sistemas Lógicos Combinacionales en Media Escala de Integración (MSI). – Venezuela (Guía de Laboratorio de Sistemas Lógicos) Charallave: Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”, Ingeniería Mecatrónica.
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