Comparadores. Un comparador es un circuito combinacional cuya función es la de comparar dos magnitudes binarias para determinar su relación. Existen distintos tipos de comparadores, los que simplemente determinan si dos números son iguales y los que, además, en caso de no serlo, indican cuál de los dos es mayor. El número de bits del comparador indica la longitud de los datos que compara. Los comparadores más comunes son aquellos que permiten comparar dos palabras de 4 bits. Así, si la comparación debe ser entre palabras de 8 bits, lo que hacemos es poner en cascada dos comparadores de 4 bits. Normalmente tienen 3 salidas: A>B, indica que la palabra A es mayor que la B. A=B, indica que ambas palabras tienen el mismo peso o son iguales. A<B, indica que la palabra A es de menor peso o menor que B. Bajo cualesquiera valores de A y B una y sólo una de las salidas estará a 1, permaneciendo las otras dos salidas a 0. Diseño de un circuito comparador de 1 bits. Para este caso solo se requiere crear la tabla de verdad correspondiente y luego determinar las funciones booleanas que producen las salidas requeridas. Sean A y B entradas de un bit, entonces: A B A<B A=B A>B 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 Diagrama de un comparador binario de 2 bits. . Diseño de un circuito comparador de n bits. Antes de construir un comparador binario en cascada se va a mostrar como a partir de las expresiones obtenidas en el apartado anterior es posible construir cualquier comparador de n bits utilizando la lógica de Boole y álgebra booleana. Así se definirá el razonamiento que lleva a la formulación de un caso general para n bits y luego se dará un ejemplo para la expresión requerida para un comparador de 4 bits. Sean A y B dos vectores de 2 bits. Comparador binario El comparador binario tiene por objeto determinar si un número es mayor, menor o igual que otro, y se utiliza en la toma de decisiones Comparador binario de 1 bit con 1 bit: Para números de más bits se van comparando sucesivamente (de más significativo a menos significativo) los dígitos de igual peso de ambos números, hasta encontrar un que es mayor que otro. Circuitos combinacionales El circuito combi nacional es un circuito en el que combinamos las diferentes puertas del circuito, por ejemplo, codificador, decodificador, multiplexor y demultiplexor. Algunas de las características de los circuitos combinacionales son las siguientes: Sumador completo El sumador completo está desarrollado para superar el inconveniente del circuito Half Adder. Puede sumar dos números A y B de un bit y llevar c. El sumador completo es un circuito combinacional de tres entradas y dos salidas. Diagrama de bloques Mesa de la verdad Diagrama de circuito Sumador paralelo de N bits El sumador completo es capaz de agregar solo dos números binarios de un solo dígito junto con una entrada de acarreo. Pero en la práctica, necesitamos agregar números binarios que son mucho más largos que un bit. Para sumar dos números binarios de n bits, necesitamos usar el sumador paralelo de n bits. Utiliza una serie de sumadores completos en cascada. La salida de acarreo del sumador completo anterior está conectada para transportar la entrada del siguiente sumador completo. Sumador paralelo de 4 bits En el diagrama de bloques, A 0 y B 0 representan el LSB de las palabras de cuatro bits A y B. Por lo tanto, Full Adder-0 es la etapa más baja. Por lo tanto, su C in se ha hecho permanentemente a 0. El resto de las conexiones son exactamente las mismas que las del sumador paralelo de n bits que se muestra en la fig. El sumador paralelo de cuatro bits es un circuito lógico muy común. Diagrama de bloques Decodificadores Son circuitos combinacionales integrados que disponen de n entradas y un número de salidas igual o menor a 2n, actúan de modo que según cual sea la combinación de las variables de entrada se activa una única salida, permaneciendo el resto de ellas desactivada. Suelen disponer de una entrada adicional denominada de inhibición o strobe de modo que cuando esta entrada se encuentra activada, pone todas las salidas a 0. Por ejemplo, un decodificador de 2 entradas y 22=4 salidas, tendría la siguiente tabla de verdad: Sus ecuaciones lógicas serían: Que una vez implementado con puertas NOT y AND, quedaría: Un ejemplo típico es el decodificador BCD a decimal, cuya tabla de verdad será: Los decodificadores pueden ser de dos tipos: No Excitadores. Se denominan así a un tipo de decodificadores cuyas salidas solo pueden acoplarse a otros circuitos digitales de la misma familia integrada, ya que dan una corriente muy pequeña en dichas salidas, incapaz de activar ningún otro componente. Decodificadores Excitadores. Son aquellos cuyas salidas dan suficiente corriente como para atacar, no solo a otros circuitos integrados de la misma familia, sino también a otros dispositivos, tales como displays, lámparas, relés, transductores, ... Un decodificador muy común es el de siete segmentos, este circuito combinacional activa simultáneamente varias salidas, decodifica la información de entrada en BCD a un código de siete segmentos adecuado para que se muestre en un display de siete segmentos, es el procedimiento empleado en todas las calculadoras, los relojes digitales, ... Su tabla de verdad sería: ¿Qué es un demultiplexor? Un demultiplexor (también conocido como demultiplexor o distribuidor de datos) se define como un circuito que puede distribuir o entregar múltiples salidas desde una sola entrada. Un demultiplexor puede funcionar como una sola entrada con muchos interruptores de salida. Las líneas de salida del demultiplexor son ‘n’ en número, el número de línea de selección es ‘m’ yn = 2 m . La señal de control o el código de entrada seleccionado decide la línea de salida a la que debe transmitirse la entrada. El demux también puede funcionar como un decodificador de binario a decimal. La línea de entrada de datos debe estar en el nivel lógico 1, y la entrada binaria se proporciona a las líneas de entrada seleccionadas. La línea correspondiente dará la salida. En el diseño de múltiples circuitos combinacionales, este circuito es ventajoso. La función de un circuito demultiplexor es esencialmente la inversa del multiplexor (de ahí el nombre). El diagrama de pines del demultiplexor se encuentra en la siguiente figura. Aplicaciones del demultiplexor Los demultiplexores se utilizan en varios campos donde existe la necesidad de conectar una sola fuente a varios destinos. Estas aplicaciones de un demultiplexor incluyen: Sistema de comunicación del demultiplexor Generalmente, el sistema de comunicación incluye la transmisión y recepción de las señales. Para estos fines, el multiplexor del extremo transmisor y el demultiplexor del extremo receptor deben funcionar simultáneamente. La transmisión se realiza con la implementación del multiplexor. La salida del multiplexor, que es la salida única, y se da como la entrada del demultiplexor. El demultiplexor en el receptor cambiará esta entrada dada a las señales originales. Unidad aritmética y lógica (alu) del demultiplexor Con la implementación del demultiplexor, la salida de la ALU puede mantenerse en unidades de almacenamiento o en múltiples registros. Aquí, la salida de ALU se le da al demultiplexor como su entrada. Las salidas del demultiplexor se envían a los múltiples registros donde se almacenan los datos. Convertidor de serie a paralelo de demultiplexor Este convertidor puede dar (recrear) los datos en paralelo de los datos en serie recibidos. Aquí, los datos en serie de entrada se establecen como la entrada del demultiplexor. Esto se hace a intervalos regulares. En la entrada de control del demultiplexor, se adjunta un contador. La señal de datos se dirige a la salida del demultiplexor con la ayuda de este contador.
