-ESTRUCTURA BASICA DE LAS COMPUTADORAS
https://www.youtube.com/watch?v=BO9_-jSPRRI
-SISTEMAS DE NUMERACIÓN
https://www.youtube.com/watch?v=z5AWCvzaBCk
-CODIGOS
BINARIO https://www.youtube.com/watch?v=EK-GNyKV0Gs
BCD, gray https://www.youtube.com/watch?v=9bSmcx9rDtw
-ÁLGEBRA DE BOOLE
https://www.youtube.com/watch?v=0L3QOIwiJH8
-CIRCUITOS COMBINATORIOS Y SECUENCIALES
https://www.youtube.com/watch?v=hGA0dDV6Y44
-MEMORIAS
https://www.youtube.com/watch?v=tE0hxTn5qoI
-UNIDADES FUNCIONALES
https://www.youtube.com/watch?v=bhFJtZl4o7Y
jueves, 13 de diciembre de 2012
miércoles, 12 de diciembre de 2012
SISTEMAS SECUENCIALES SÍNCRONOS
SISTEMAS SECUENCIALES SÍNCRONOS
Según la forma de realizar el elemento de memoria nos podemos encontrar
distintos tipos de sistemas secuenciales, principalmente dos:
· Sistemas Secuenciales Síncronos, en los que su comportamiento puede
definirse en instantes de discretos de tiempo, se necesita una
sincronización de los elementos del sistema mediante una señal de reloj,
que no es más que un tren de pulsos periódico. Las variables internas no
cambian hasta que no llega un pulso del reloj.
· Sistemas Secuenciales Asíncronos, actúan de forma continua en el
tiempo, un cambio de las entradas provoca cambios en las variables
internas sin esperar a la intervención de un reloj. Son sistemas más
difíciles de diseñar.
El cambio de las variables internas se puede producir de dos maneras en un
sistema secuencial síncrono:
· Por niveles, cuando permiten que las variables de entrada actúen sobre el
sistema en el instante en el que la señal de reloj toma un determinado
nivel lógico (0 ó 1).
· Por flancos, o cambios de nivel, cuando la acción de las variables de
entrada sobre el sistema se produce cuando ocurre un flanco activo del
reloj. Este flanco activo puede ser de subida (cambio de 0 a 1) o de bajada
(cambio de 1 a 0).
El elemento de memoria básico de los circuitos secuenciales
síncronos es el biestable. Almacena el estado 0 ó el estado 1,
y de ahí su nombre, tienen dos estados estables de
funcionamiento.
También se les suele conocer como FLIP-FLOPS.
TIPOS DE BIESTABLES
Biestable RS
El biestable básico es el RS. Su símbolo lógico se muestra a continuación.
Tiene dos entradas S(set) y R(reset), y tiene dos salidas complementarias Q (qn)
y Q, tiene además una entrada CLK(reloj) activa por flanco de subida.
Biestable D (Latch o Cerrojo)
Se trata de otro tipo de Biestable, esta vez con una entrada D(datos) y dos
salidas de estados complementarias, Q. Cuenta además con una entrada de
CLK(reloj), activada por flanco de subida. También puede contar con dos
entradas más, conocidas por PR (de preset: reiniciar) y CLR (de clear:
despejar). Estas últimas son de tipo asíncrono.
El Biestable D que aparece en la figura, puede funcionar de dos formas:
· Síncrona: usa una señal de reloj.
· Asíncrona: usa las señales PR Y CLR.
De forma síncrona lo hace de la siguiente manera: Si la transición de la señal
de reloj es de bajo a alto (o sea, de 0 a 1) se traslada el dato D a la salida, se dice
que el biestable ha sido disparado por la señal de reloj. Si por el contrario la
transición en el pulso de reloj es de estado alto a bajo (o sea, pasa de 1 a 0) el
biestable no responde. En este caso, el último valor permanece almacenado sin
cambios.
Las entradas PR y CLR son lo que se llaman entradas asíncronas, pues
independientemente de cómo esté la señal de reloj, reiniciarán (pondrán un 1 en
la salida) o despejarán (pondrán un 0 en la salida) el biestable. Éste es el modo
de funcionamiento asíncrono.
Biestable JK
El biestable JK puede considerarse como el biestable universal. Dispone de tres
entradas síncronas J y K, para especificar la operación y CLK, para disparar el
biestable. También consta de dos entradas asíncronas PR y CLR, y por supuesto
dos salidas complementarias.
Su ecuación característica es: Qn+1 = JQn’ + K’Qn
SECUENCIALES ASÍNCRONOS
Los circuitos secuenciales asíncronos o autómatas finitos
asíncronos, también suelen denominarse como circuitos en
modo fundamental. Estos circuitos no usan elementos
especiales de memoria, pues se sirven de los retardos propios
(tiempos de propagación) de las compuertas lógicas usados en
ellos. Esta manera de operar puede ocasionar algunos
problemas de funcionamiento, ya que estos retardos naturales
no están bajo el control del diseñador, por lo que una de sus
principales características consiste en no permitir cambios
simultáneos en las variables de entrada, a fin de evitar el
fenómeno de carreras críticas entre variables de entrada
Tipos de registros de desplazamiento
Dependiendo
del tipo de entradas y salidas, los registros de desplazamiento se clasifican
como:
·
Serie-Serie: sólo la entrada del primer flip-flop y la salida del
último son accesibles externamente. Se emplean como líneas de retardo digitales
y en tareas de sincronización.
·
Paralelo-Serie: son accesibles las entradas de todos los flip-flops, pero
sólo la salida del último. Normalmente también existe una entrada serie, que
sólo altera el contenido del primer flip-flop, pudiendo funcionar como los del
grupo anterior.
·
Serie-Paralelo: son accesibles las salidas de todos los flip-flops, pero
sólo la entrada del primero. Este tipo y el anterior se emplean para convertir
datos serie en paralelo y viceversa, por ejemplo para conexiones serie como el RS232.
·
Paralelo-Paralelo: tanto las entradas como las salidas son accesibles. Se
usan para cálculos aritméticos.
Un
registro de desplazamiento muy utilizado, que es universal (se llama así porque
puede utilizarse en cualquiera de las cuatro configuraciones anteriormente
descritas) y bidireccional (porque puede desplazar los bits en un sentido u
otro) es el 74HC194, de cuatro bits de datos.
Otros
registros de desplazamiento conocidos, fabricados también con la tecnología
CMOS, son el 74HC165 (entrada paralelo, salida serie) y 74HC164 (entrada serie,
salida paralelo).
Aplicaciones
Además
de la conversión serie-paralelo y paralelo-serie, los registros de
desplazamiento tienen otras aplicaciones típicas:
·
Generador
pseudoaleatorio. Se construye con un registro de
desplazamiento, realimentando a la entrada una combinación de varias salidas,
normalmente un or exclusivo entre ellas.
·
Multiplicador
serie. Se realiza la multiplicación
mediante sumas y desplazamientos. Un ejemplo es el 74LS384.
·
Registro de
aproximaciones sucesivas. Se usa en conversores A/D. Se van calculando los bits
sucesivamente, empezando por el más significativo. Mediante un conversor DAC se compara la entrada analógica con
los resultados parciales, generando el siguiente bit.
·
Retardo. Se pueden utilizar para retardar un bit un número entero
de ciclos de reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en
cascada, tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits).
Formas de construir registros de desplazamiento
Se
pueden combinacionales y secuenciales). Por ejemplo:
·
Registro de
entrada paralelo y salida serie. Puede construirse con un multiplexor
digital combinacional y un contador. Las entradas de datos del multiplexor se
conectan a los datos a transmitir, y las entradas de control, a las salidas del
contador (el bMs del MUX conectado al bMs del contador), dicho contador deberá
estar en modo de carrera libre.
·
Registro de
entrada serie y salida paralelo. Similar al caso anterior, se
sustituye el muliplexor por un demultiplexor, ahora las salidas de éste serán
las salidas paralelos.
·
Biestables en
cascada. Con esto y la lógica combinacional adecuada, se pueden
construir incluso registros de desplazamiento bidireccionales y universales,
aunque en este caso es más aconsejable disponer del 74HC194, dado que ocupa
mucho menos espacio (y el precio del integrado es muy asequible) y en un solo
integrado incluye las cuatro posibles configuraciones y la funcionalidad de desplazar
los bits en ambos sentidos.
Temporizador
El circuito electrónico que más se utiliza, tanto en la industria como en circuitería comercial, es el circuito de retardo de tiempos o temporizador, dentro de la categoría de temporizadores, cabe destacar el más económico y también menos preciso consistente en una resistencia y un condensador, como ya veremos, a partir de aquí se puede contar con un sinfín de opciones y posibilidades. En este manual se tratarán unos tipos sencillos para adquirir conocimiento de cómo conseguir un retardo en un sistema que no requiera gran precisión y terminaremos por analizar un temporizador de mayores prestaciones y sobre todo precisión.
Cuando necesitamos un temporizador, lo primero que debemos considerar es la precisión en el tiempo de retardo, es una base muy importante para determinar los elementos que vamos a utilizar en su concepción y diseño.
Como se ha mencionado anteriormente un temporizador básicamente consiste en un elemento que activa o desactiva una carga después de un tiempo preestablecido más o menos largo. De esta manera podemos determinar el parámetro relacionado con el tiempo que ha de transcurrir para que el circuito susceptible de programarse, se active o desactive o lo que es lo mismo, simplemente cierre o abra un contacto.
CONTADORES
Un contador es un circuito secuencial cuyo diagrama de estados se encuentra en un
ciclo. De esta manera, una vez que llega al estado final, vuelve a comenzar la misma
secuencia de estados.
La cantidad de estados por los que pasa el contador se denomina módulo del contador.
Por ejemplo, para un contador del 0 al 5 (módulo 6), su diagrama de estados es el que se
muestra en la siguiente figura:
Un contador módulo 10 (0-9) es también llamado un contador de décadas. Un contador
cuyo módulo es un valor de 2
n
es llamado contador binario (2, 4, 8, 16, 32, etc.).
En su caso más general, un contador no tiene ninguna entrada que afecte la secuencia de
estados, mientras que su salida corresponde al valor numérico del estado actual. A esto
último se le conoce como salida codificada en el estado. Cuando se utiliza esta técnica,
no es necesario generar ecuaciones para el bloque de salida.
EL CONTADOR 74163
Este es un circuito de mediana escala de integración (MSI) cuyo comportamiento es el
de un contador binario de 4 bits. Por medio de sus entradas, se puede controlar su
funcionamiento de alguna de las siguientes formas:
• Contador: El valor de sus salidas se incrementa en 1. El rango de conteo es del
0 al 15.
• Carga paralela: Las salidas toman el valor de las entradas de carga.
• Reset: El valor de las salidas se vuelve cero.
• Mantener: No se modifica el valor de la salida.
Todas las funciones del 74163 son síncronas, es decir, se requiere que se presente la
señal de reloj para que se ejecuten.
Las siguientes figuras muestran la distribución de terminales en la pastilla, así como la
tabla de verdad del contador.
Memoria ram
se utiliza como memoria de trabajo para el
sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí donde se
cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de
cómputo. Se denominan "de
acceso aleatorio" porque
se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera
igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder
a la información de la manera más rápida posible.
MEMORIA ROM
es un medio de almacenamiento utilizado en
ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la
información y no su escritura, independientemente de la presencia o no de una
fuente de energía.
CICLOS DE MEMORIA
El refrescamiento
de memoria es el proceso de
la lectura periódica de información de un área de la memoria de computadora, e inmediatamente reescribir la información leída en la misma área sin
modificaciones. Cada ciclo de
refrescamiento de memoria refresca
una sucesiva área de la memoria. El refrescamiento está más frecuentemente
asociado con la modernamemoria dinamica de acceso aleatorio (DRAM). Sin embargo, varias tecnologías tempranas
memorias de computadora también requirieron procesos periódicos similares en
propósito. Estas tecnologías incluyeron la memoria de linea de retardo y el tubo de williams
MEMORIA EXPANDIDA
La memoria expandida fue un método desarrollado alrededor
de 1984 que proporcionaba memoria paginada extra a los
programas de ms-dos
Éstos programas, que corrían en
la ibm-pc original,
y sus sucesores como elibm tx y
el ibm at, eran típicamente aplicaciones como hojas de calculo ybase de datos que necesitaban una gran cantidad de
memoria para trabajar correctamente.
MEMORIA EXTENDIDA
n un ibm pco
compatible con un microprocesador 80286 o
posterior, la memoria
extendida se refiere a la memoria por arriba del primer megabyte de espacio de direccion.
La memoria extendida está
solamente disponible en PC basadas en el Intel 80286 o un procesador más alto.
Solamente estos chips pueden acceder más de 1 mb de ram.
En un microprocesador 286 o posterior, en PC equipados con más que 640 kb de
RAM, la memoria adicional por arriba de esos 640 KB es generalmente remapeada
por arriba de 1MB, haciendo que toda ella sea disponible a programas corriendo
en modo protegido. Incluso sin este remapeo, las
máquinas con más de 1 MB de RAM pueden tener acceso a la memoria sobre el 1 MB.
CACHE
En informatica el caché de CPU, es un caché (/ˈkæʃ/ o /kaʃ/)
usado por la unidad central de procesamiento de una computadora para reducir el tiempo de acceso a la memoria. El
caché es una memoria más diminuta y rápida, la cual almacena copias de datos
ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.
VIRTUAL
La memoria virtual es una técnica de gestión de
la memoria que permite que el sistema operativo disponga, tanto para el
software de usuario como para sí mismo, de mayor cantidad de memoria que la
disponible fisicamente. La mayoría de los ordenadores tienen cuatro tipos de
memoria: registros en la cpu, la memoria cache (tanto dentro como fuera del CPU), la memoria ram y el disco duro.
En ese orden, van de menor capacidad y mayor velocidad a mayor capacidad y
menor velocidad.
4.3.2 MAPAS DE KARNAUGH
Podría definirlo como un método para encontrar la forma más sencilla de representar una función lógica.
Esto es... Encontrar la función que relaciona todas las variables disponibles, de tal modo que el resultado sea el que se está buscando.
Para esto vamos a aclarar tres conceptos que son fundamentales
a)- Minitérmino Es cada una de las combinaciones posibles entre todas las variables disponibles, por ejemplo con 2 variables obtienes 4 minitérminos; con 3 obtienes 8; con 4, 16 etc., como te darás cuenta se puede encontrar la cantidad de minitérminos haciendo 2n donde n es el número de variables disponibles.
b)- Numeración de un minitérmino Cada minitérmino es numerado en decimal de acuerdo a la combinación de las variables y su equivalente en binario así...
Esto es... Encontrar la función que relaciona todas las variables disponibles, de tal modo que el resultado sea el que se está buscando.
Para esto vamos a aclarar tres conceptos que son fundamentales
a)- Minitérmino Es cada una de las combinaciones posibles entre todas las variables disponibles, por ejemplo con 2 variables obtienes 4 minitérminos; con 3 obtienes 8; con 4, 16 etc., como te darás cuenta se puede encontrar la cantidad de minitérminos haciendo 2n donde n es el número de variables disponibles.
b)- Numeración de un minitérmino Cada minitérmino es numerado en decimal de acuerdo a la combinación de las variables y su equivalente en binario así...
Bien... El Mapa de Karnaugh representa la misma tabla de verdad a través de una matriz, en la cual en la primer fila y la primer columna se indican las posibles combinaciones de las variables. Aquí tienes tres mapas para 2, 3 y 4 variables...
4.2.2 COMPUERTAS LÓGICAS
Definamos compuerta lógica
Una compuerta lógica es un dispositivo que es la expresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación Cada compuerta consiste de una red dispositivos interruptores que cumplen las condiciones booleanas
A CONTINUACION MENCIONAMOS LAS COMPUERTAS LOGICAS BASICAS
(NOT, AND Y OR)
COMPUERTA NOT
El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria (aveces a lo invertido tambien se le llama"negado").
Bueno, todo esto significa que si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa.
COMPUERTA AND
La compuerta AND, realiza una multiplicacion, esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B son 1, si no es asi, la salida es 0.
Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.
COMPUERTA NOR
La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.
Definamos compuerta lógica
Una compuerta lógica es un dispositivo que es la expresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación Cada compuerta consiste de una red dispositivos interruptores que cumplen las condiciones booleanas
A CONTINUACION MENCIONAMOS LAS COMPUERTAS LOGICAS BASICAS
(NOT, AND Y OR)
COMPUERTA NOT
El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria (aveces a lo invertido tambien se le llama"negado").
Bueno, todo esto significa que si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa.
COMPUERTA AND
La compuerta AND, realiza una multiplicacion, esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B son 1, si no es asi, la salida es 0.
Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.
COMPUERTA OR
La compuerta OR, lo que hace es sumar los bits que le pongamos en las entradas esto significa que la salida es 1 si la entrada A, B o ambas son 1, (1 y 1: al sumarlos nos da 2 (logicamente) pero como en la suma binaria solo existen o's y 1's, el resultado es 1), claro que si tenemos 0 y 0 pues la salida sera 0
Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
AHORA MENCIONAREMOS LAS COMPUERTAS COMPUESTAS
(NAND, NOR)
COMPUERTA NAND
Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).
La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.
Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.
La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.
Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.
COMPUERTA NOR
La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.
Circuitos Combinatorios
5.1. Multiplexores
Los
multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una salida de
datos, y están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una de las
entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada a
la salida que es única.
La entrada seleccionada viene determinada por la combinación
de ceros (0) y unos (1) lógicos en las entradas de control. La cantidad de
entradas de control que necesitaremos para seleccionar, será el resultado de
elevar el 2 a una potencia. Así, por ejemplo, a un multiplexor de 8 entradas le
corresponderán 3 de control.
Podemos decir que la función de un multiplexor consiste en
seleccionar una entrada de entre un número de líneas de entrada y transmitir el
dato de un canal de información único. Por lo tanto, es equivalente a un
conmutador de varias entradas y una salida.
Circuito Multiplexor
El circuito multiplexor es un
circuito con N + 2N entradas y 1 salida. Para el caso de N = 3 tiene el
siguiente símbolo:
Su tabla de verdad es:
A B C Y
0 0 0 D0
0 0 1 D1
0 1 0 D2
0 1 1 D3
1 0 0 D4
1 0 1 D5
1 1 0 D6
1 1 1 D
Es decir que la salida Y toma
el valor de la entrada D cuyo índice coincida con el número
binario representado por las
entradas A, B y C. Las entradas A, B y C se llaman entradas de
"control" y las entradas D se llaman de "datos".
Se denomina multiplexor porque
es capaz de presentar en una sola variable Y cualquiera de las 2N entradas.
Esto tiene aplicaciones cuando la salida Y es un "canal principal de
comunicación", mientras que las entradas D son "sub-canales de comunicación".
Este circuito permite que variando en el tiempo las entradas de control
logremos dividir la utilización del canal principal entre los subcanales. Esta
técnica se denomina TDM (Time Division Multiplexing). De allí que el circuito
se denomine multiplexor.
Una característica distintiva
del circuito multiplexor es su aplicabilidad para la realización de
funciones lógicas. Consideremos
el siguiente circuito basado en un multilexor 8 a 1:
Si escribimos la tabla de
verdad de este circuito nos queda:
a b
c M
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
que coincide con la tabla de
verdad del circuito Mayoría (a, b, c).
Si observamos nuevamente la
tabla de verdad resumida del circuito multiplexor
constataremos que asignando un
valor apropiado a cada una de las entradas del datos D, estamos
en condiciones de generar el
valor 0 ó 1 correspondiente a cada una de las combinaciones de los bits de
control (entradas A, B, C). Esto permite construir cualquier función lógica de
n variables con un multiplexor de n entradas de control.
Los circuitos integrados
disponibles (como el 74251) disponen de salida "tri-state" (el
concepto de tri-state se verá
más adelante) controlada por una entrada adicional G y una salida de
lógica invertida W:
5.2. Demultiplexores
El circuito demultiplexor
realiza la tarea inversa al multiplexor. Posee 1 entrada de datos, N entradas de control y 2N
salidas, según el símbolo:
5.3. Codificadores
Son los dispositivos MSI que
realizan la operación inversa a la realizada por
los decodificadores.
Generalmente, poseen 2
n entradas y n salidas.
Cuando solo una de las entradas
está activa para cada combinación de salida, se
le denomina codificador
completo.
Por ejemplo, el siguiente
circuito proporciona a la salida la combinación
binaria de la entrada que se
encuentra activada. En este caso se trata de un
codificador completo de 8 bits,
o también llamado codificador de 8 a 3 líneas:
Las salidas codificadas,
generalmente se usan para controlar un conjunto de 2n
dispositivos, suponiendo claro
está que sólo uno de ellos está activo en cualquier
momento. Sin embargo cuando nos
encontremos con que se deben controlar
dispositivos que pueden estar
activos al mismo tiempo, problema que se suelen
encontrar los sistemas
microprocesadores, es preciso usar un dispositivo que nos
proporcione a la salida el
código del dispositivo que tenga más alta prioridad.
5.4. Decodificadores
un decodificador realiza la
función opuesta a la de codificar, es decir, convierte un código binario de
varias entradas en salidas exclusivas. Podemos distinguir dos tipos básicos de
decodificadores: los excitadores y los no excitadores. En el primero de los
casos tenemos, por ejemplo, aquellos cuya misión es convertir el código BCD de
sus entradas al formato de salida necesario para excitar un visualizador
numérico o alfanumérico.
El decodificador es un dispositivo que acepta una entrada digital codificada en binario y activa una salida.
Este
dispositivo tiene varias salidas, y se activará aquella que establezca el
código aplicado a la entrada.
Con
un código de n bits se pueden encontrar 2n posibles combinaciones. Si se tienen 3 bits (3 entradas)
serán posibles 23 = 8 combinaciones.
Una
combinación en particular activará sólo una salida.
5.5. Sumador medio
Medio Sumador: Un medio sumador es un
circuito que se caracteriza por tener dos entradas y dos salidas que vendrían a
ser el resultado de la suma y el acarreo mientras que los dos bits de entrada
representan el sumando y el añadido de la operación.
La tabla de verdad de un medio sumador es la siguiente:
x | y | c | s |
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
Las ecuaciones lógicas para las salidas s y c son:
s=x`y+xy`=x(xor)y.
c= xy.
La tabla de verdad de un medio sumador es la siguiente:
x | y | c | s |
0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
Las ecuaciones lógicas para las salidas s y c son:
s=x`y+xy`=x(xor)y.
c= xy.
5.6. Sumador completo
Completo:
Un sumador completo es un circuito combinacional que forma la suma aritmética
de 3 bits de entrada. El sumador completo consta de 3 entradas y 2 salidas. Las
2 primeras entradas que se denominan “x” y “y” representan los dos bits
significativos que van a añadirse mientras que la tercer entrada que se denomina
“z” representa la cuenta que se lleva de la posición previa significativa más
baja. Al igual que en el medio sumador las 2 salidas se denominan “s” y “c”. La
tabla de verdad de un sumador completo es la siguiente:
x | y | z | c | S |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Las ecuaciones lógicas para s y c son las siguientes:
S= x`y`z + x`yz`+ xy`z`+ xyz
C= xy + xz+ yz
x | y | z | c | S |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Las ecuaciones lógicas para s y c son las siguientes:
S= x`y`z + x`yz`+ xy`z`+ xyz
C= xy + xz+ yz
BIBLIOGRAFIA:
http://www.fing.edu.uy/tecnoinf/cursos/arqcomp/material/teorico/arq-teorico03.pdf
http://ingeniatic.euitt.upm.es/index.php/tecnologias/item/529-multiplexor
http://www.angelfire.com/al2/Comunicaciones/Laboratorio/codifica.html
http://www.angelfire.com/al2/Comunicaciones/Laboratorio/demulti.html
http://www.unicrom.com/dig_decodificadores.asp
http://www.slideshare.net/Ka
salazar rivera
lunes, 10 de diciembre de 2012
8.1.3. Niveles de interrupción (IRQ´S)
IRQ: Interrupt
Request (Pedido de Interrupción)
En los PCs, un IRQ es una señal de un dispositivo de hardware (por ej. el teclado o tarjeta de sonido) indicando que el dispositivo necesita que la CPU haga algo. La señal del pedido de interrupción va a través de las líneas IRQ a un controlador que asigna prioridades a los pedidos IRQ y se los entrega a la CPU. Ya que el controlador de IRQ espera señales de solo un dispositivo por línea IRQ, si tienen más que un dispositivo por línea terminan con un conflicto de IRQ que puede congelar su máquina. Esto es por qué asignar IRQs a dispositivos nuevos al instalarlos es tan importante - y por qué puede ser tan frustrante cuando no se hace bien.
Recurso
que emplean los componentes para comunicarle al sistema operativo que están trabajando y
desobedecer la acción que se les propone. es lo que hace,
por ejemplo, una placa de video que, está realizando una tarea cuando
recibe una orden incompatible en su momento.
Son 16
IRQ’S que van del 0 al 15 los q mencionemos a continuación
Líneas
INT/IRQ independientes en la CPU
En este
caso el propio CPU tiene múltiples entradas INT (numeradas, por ej: INT0,
INT1, INT2, etc) y la idea es conectar un controlador de E/S a cada
una de ellas. La identificación es entonces por hardware y directa: el
controlador que está pidiendo la interrupción es el que está conectado a
la entrada INTn donde se detecta la solicitud. En este caso hay una dirección
de la rutina de servicio a la interrupción por cada línea de pedido
disponible.
En
algunos casos, como en el ejemplo de la arquitectura SPARC, las entradas de
solicitud de interrupción están codificadas. Esto quiere decir que el
SPARC en vez de tener 16 entradas de solicitud independientes, tiene 4
entradas en las cuáles se presenta el código binario del pedido
de interrupción. Esto exige la inclusión de un hardware de codificación
externo a la CPU
Existe diverso hardware
para implementar un
controlador de interrupciones, los computadores IBM
PC o compatibles,
utilizan el controlador
de interrupciones programable de
Intel 82C59A-2 Cmos o sus chips compatibles.
Este controlador ha sido utilizado desde los comienzos del IBM PC, y es
bien conocido el espacio de direccionamiento de sus registros en la arquitectura ISA. Incluso
en chips más modernos se ha mantenido la misma localización.
Interrupciones Hardware.
En la figura, se muestra dos controladores de 8 entradas, cada uno de
ellos tiene una máscara y un registro de estatus de interrupción, un PIC1 y un
PIC2. Los registros de máscara están en los direccionamientos 0x21 y 0xA1 y los
registros del estatus están en 0x20 y 0xA0.
Al escribir en un bit determinado del registro de máscara permite una
interrupción, escribiendo un cero se invalida esta interrupción. Así pues,
escribir un uno en la entrada 3 permite la interrupción 3, escribiendo cero se
invalida. Los registros de máscara de interrupción son solamente de escritura,
por lo tanto Linux debe guardar una copia local de lo que se ha escrito en los
registros de máscara. Cuando se produce una señal de interrupción, el código de
manejo de la interrupción lee dos registros de estatus de interrupción (ISRs).
Trata el ISR en 0x20 como los ocho bits inferiores, y el ISR en 0xA0 como los
ocho bits superiores. Así pues, una interrupción en el dígito binario 1 del ISR
en 0xA0 será tratada como la interrupción 9 del sistema. El segundo bit de PIC1
no es utilizado ya que sirve para encadenar las interrupciones del
controlador PIC2, por
lo tanto cualquier
interrupción del controlador PIC2
se pasa al bit 2 del controlador PIC1.
El controlador de interrupción programable 8259 (PIC en la placa base)
maneja todas las interrupciones hardware. Estos controladores toman las señales
de los dispositivos y los convierten a las interrupciones específicas en el
procesador. Interrupciones Hardware Los IRQ o interrupt request (Pedido de
Interrupción), son las notificaciones de las interrupciones enviadas desde los
dispositivos hardware a la CPU, en respuesta a la IRQ, la CPU salta a una
dirección – una rutina de servicio de
interrupción (ISR), comúnmente llamada Interrupt handler (Manejador de interrupciones) - Que se encuentra como
una función dentro
del software manejador
de ese dispositivo formando parte del núcleo. Así,
una función manejadora de interrupciones es una función del núcleo que ejecuta
el servicio de esa interrupción. Los
IRQ se encuentran
numerados, y cada
dispositivo hardware se
encuentra asociado a un número IRQ. En la arquitectura IBM PC y
compatibles, por ejemplo, IRQ 0 se
encuentra asociado al
reloj o temporizador,
el cual genera
100 interrupciones por segundo, disquete el 6, los discos IDE la 14 y
15. Se puede compartir un IRQ entre varios dispositivos.
La siguiente figura,
muestra las interrupciones hardware
y su correspondiente puerto en
el Controlador Programable
de Interrupciones (PIC).
No se deben confundir los
números IRQ entradas
al controlador con
los números de la interrupción
que son las entradas en la tabla de interrupciones. Los PIC se pueden programar
para generar diversos números de interrupción para cada IRQ. Los Controladores
también controlan la prioridad de las interrupciones. Por ejemplo,
el reloj (en
IRQ 0) tiene
una prioridad más
alta que el
teclado (IRQ 1).
Si el procesador está
atendiendo una interrupción
del reloj, el
PIC no generará
una interrupción para el teclado hasta que ISR del reloj reajusta el
PIC. Por otra parte, el reloj puede interrumpir ISR del teclado. El PICs se
puede programar para utilizar una variedad de esquemas de la prioridad, pero no
se suele hacer esto. Se debe de tener en cuenta que el IRQ 2 del primer PIC,
valida o invalida las entradas del Segundo PIC (8 a 15). Algunas interrupciones
son fijadas por convenio en la configuración del PC, así es que los manejadores
de los dispositivos solicitan simplemente la interrupción cuando se
inicializan. Por ejemplo esto es lo que lo hace el manejador de disquete,
solicita siempre la IRQ 6.
Interrupción IRQ Descripción
00H - división por cero o desbordamiento
02H - NMI (interrupción no-enmascarable)
04H - desbordamiento (EN)
08H 0 Temporizador del sistema
09H 1 Teclado
0AH 2 Interrupción del segundo PIC
0BH 3 COM2
0CH 4 COM1
0DH 5 LPT2
0EH 6 disquete
0FH 7 LPT1
70H 8 Reloj
71H 9 I/o
general
72H 10 I/o general Interrupciones Hardware
73H 11 I/o general
74H 12 I/o general
75H 13 Coprocesador
76H 14 Disco duro
77H 15 I/o general
Edgar Cesar Hernández
Edgar Cesar Hernández
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