INTRODUCCIÓN.
En el diseño de circuitos digitales se parte de unas condiciones de funcionamiento para obtener unos resultados deseados, que se puede expresar por una función lógica matemática equivalente al circuito digital diseñado.
Existen dos tipos de circuitos digitales: el circuito combinacional y el circuito secuencial.
El circuito combinacional es el sistema lógico cuyas salidas depende en todo momento de los valores binarios que adopten las variables de entrada. En definitiva, son funciones lógicas, que se pueden representar en una tabla de verdad, simplificar mediante la lógica booleana, o por métodos como el de Karnaugh e implementar con puertas lógicas.
El circuito secuencial es aquél cuya salida, en cualquier momento, depende no sólo de la entrada al circuito en ese instante determinado, sino también de la evolución que haya experimentado anteriormente; es decir, memoriza de la secuencia de entradas a que estuvo sometido para tomar decisiones posteriormente.
El proceso de diseño de un circuito combinacional ha de seguir una serie de pasos para cumplir las condiciones de funcionamiento acordes a las leyes y teoremas del álgebra de Boole, estos son los siguientes:
1. Obtener la tabla de verdad que representa la función lógica a implementar a partir de las condiciones de funcionamiento del circuito.
2. Deducir la ecuación de la función que se realizará, partiendo de la tabla de verdad, en unas de sus formas canónicas:
- Forma canónica minterms. Suma de productos.
- Forma canónica maxterms. Productos de sumas.
3. Simplificar la ecuación obtenida de la tabla de verdad, utilizando métodos de simplificación basados en las propiedades y teoremas del álgebra de Boole. Como pueden ser:
- Método algebraico.
- Mapa de Karnagh.
- Tabla de Quine-McCluskey.
4. Implementar el circuito con puertas lógicas correspondiente a la función lógica simplificada, buscando el cumplimiento de algún objetivo impuesto en el diseño.
En determinadas aplicaciones las funciones de los diseños de circuitos digitales lógicos a implementar tienen un número elevado de puertas lógicas, o son muy utilizadas. Por ello, los fabricantes desarrollan circuitos integrados que en una sola pastilla realizan ese tipo de funciones. Estos circuitos combinacionales integrados están formados por puertas lógicas básicas, siendo estos los siguientes:
– Decodificadores y codificadores.
– Demultiplexores y multiplexores.
– Convertidores de código.
– Comparadores.
– Sumadores.
RESUMEN:
Las puertas lógicas son los elementos básicos para diseñar circuitos digitales que obedecen a una función lógica determinada por una condiciones de funcionamiento. Las técnicas de diseño con las que se obtiene la función lógica puede dar lugar a la aplicación de técnicas de simplificación sobre la función lógica, obteniendo una función óptima para ser implementada con el menor número posible de puertas lógicas.