ARQUITECTURAS ESPECIALES

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Samuel Silva Rivero
hace 8 años
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1 RQUITECTURS ESPECILES Página

2 Página 2 DECODIFICDOR Es un circuito combinacional, cuya función es la de convertir un código binario de entrada (natural, CD, etc.) de N bits de entrada a M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2 N ), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador.

salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada.

3 CODIFICDORES n entradas... Codificador binario... m = 2 n salidas Solo una salida puede estar activa en un mismo instante Página 3

4 Ejemplos de Decodificadores Decodificador de a 2 líneas D D (a) (b) D 5 D 5 Página 4

5 Ejemplo de decodificadores Página 5 Decodificador de 2 a 4 líneas D (a) D D 2 Note that the 2-4-line made up of 2 -to-2- line decoders and 4 ND gates. D 3 (b) D 5 D 5 D 2 5 D 3 5

6 Estructura de los decodificadores Página 6 Los decodificadores son circuitos lógicos con dos niveles de compuertas, y una lógica de control. Un primer nivel donde se generan las señales de entrada, normalmente se compone de inversores, esto es compuertas NOT. Un segundo nivel con compuertas del tipo ND o NND, que generan los términos de salida. La lógica de control permite colocar varios decodificadores en cascada o seleccionarlo en el momento oportuno

Un primer nivel donde se generan las señales de entrada, normalmente se compone de inversores, esto es compuertas

7 Primer nivel de compuertas Estructura de los decodificadores Lógica de control Segundo nivel de compuertas Página 7

8 Decodificador 74LS38 El 74LS38 es un decodificador de tres entradas que produce ocho salidas activas en nivel bajo, con tres entradas de control. Es un circuito integrado muy utilizado en la selección de dispositivos. La tabla de verdad se muestra a continuación Como se puede observar las funciones de salida solo dependen de un mintérmino, no de un conjunto de ellos. Página 8

Es un circuito integrado muy utilizado en la selección de dispositivos.

9 Diagrama lógico del 74LS38 Página 9

10 Expansión del decodificador Que sucede si queremos utilizar un decodificador de 6 líneas de salida si solo contamos con circuitos integrados 74LS38?. Lo primero es que las señales de entrada se incrementan en una variables. Se necesitan más de un decodificador 74LS38, por lo menos dos. Se deben utilizar las señales de control con el fin de seleccionar los diferentes circuitos integrados, esto es una lógica para la selección de los diferentes decodificadores Página

Se necesitan más de un decodificador 74LS38, por lo menos dos.

11 Múltiples decodificadores C D 2 Lógica de selección C G G2 G2 C G G2 G2 Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Página

Y5 Y6 Y7 Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 5 4 3 2 9 7 5 4 3 2 9

12 Múltiples decodificadores Si se quiere diseñar un decodificador de 32 salidas utilizando varios 74LS38 Se debe agregar dos variables más, y utilizar por lo menos cuatro 74LS38. Respecto a la lógica de control se puede utilizar otro 74LS38 con el fin de reducir la cantidad de componentes en el proceso de selección de los decodificadores Página 2

13 Página 3 Múltiples decodificadores 2 C 3 Y 5 Y 4 Y2 3 Y3 2 Y4 Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 2 C 3 Y 5 Y 4 Y2 3 Y3 2 Y4 Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 C D Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y Y Y3 Y2 Y4 Y5 2 C 3 Y 5 Y 4 Y2 3 Y3 2 Y4 Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 2 C 3 Y 5 Y 4 Y2 3 Y3 2 Y4 Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 Y6 Y9 Y8 Y7 Y22 Y2 Y2 Y24 Y23 Y27 Y26 Y25 Y3 Y28 Y29 Y3 2 C 3 Y 5 Y 4 Y2 3 Y3 2 Y4 Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 E VCC VCC Lógica de selección

Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 2 C 3 Y 5 Y 4 Y2 3 Y3 2 Y4 Y5 Y6 9 Y7 7 G 6 G2 4 G2 5 Y6 Y9 Y8 Y7 Y22 Y2 Y2 Y24

14 Página 4 Decodificador de siete segmentos Este circuito descodifica la información de entrada en binario para producir las señales necesarias para encender LED colocados en un arreglo como el que se muestra. Normalmente este decodificador es el 7447 o 7448, depende de si el arreglo de los LEDs es de ánodo común o de cátodo común.

colocados en un arreglo como el que se muestra.

15 Decodificador de 7 segmentos 74LS47 Es un decodificador de CD a 7 segmentos. Sus salidas son activas en nivel bajo, cero voltios. Normalmente se utiliza con una pantalla de siete segmentos en configuración de ánodo común. Página 5

16 Tabla de verdad del 74LS47 Página 6

17 Entradas Circuito interno del 74LS47 Minterminos Compuertas OR de salida Página 7 Lógica de control

18 7447 Manejando un display de siete segmentos Página 8

19 plicación Pantalla para cuatro dígitos decimales implementada con 4 dígitos de siete segmentos. Página 9

20 Implementación de funciones lógicas Normalmente las funciones lógicas expresadas en mintérminos tienen dos niveles de compuertas: un primer nivel de compuertas ND que corresponden a los mínterminos presentes en la solución de la función de salida, y un nivel de compuertas OR que corresponden a la unión de todos los mintérminos presentes en la función de salida. Como los decodificadores tienen una estructura de compuertas ND en la etapa de salida, correspondientes a todos los mintérminos que genera el posible código, estos se podrían utilizar para implementar cualquier función lógica que los necesite. Entonces los decodificadores con ayuda de compuertas lógicas externas, se pueden utilizar para implementar configuraciones de funciones lógicas. Página 2

Como los decodificadores tienen una estructura de compuertas ND en la etapa de salida, correspondientes a todos los mintérminos que genera el posible código, estos se podrían utilizar para

21 Ejemplo Este ejemplo pretende mostrar la utilización de un decodificador en la generación de funciones booleanas Consiste del diseño de un circuito combinacional con dos variables de entrada activas en nivel alto que producen cuatro salidas activas en nivel alto. Sistema lógico combinacional S S S2 S3 Página 2

22 Ejemplo La siguiente tabla de verdad muestra el comportamiento del sistema de dos variables de entrada y cuatro funciones de salida ENTR- DS S3 SLIDS S2 S S Página 22

23 Ejemplo de funciones lógicas (Cont.) Entonces tenemos los siguientes modelos lógicos para las salidas: S 3 = + + S 2 = + + S = + + S = + + Página 23

24 Modelos lógicos Entonces los modelos lógicos son: S3 S2 = (,,2 ) = (,,3 ) S = (,2,3) S = (,2,3 ) Página 24

25 CIRCUITO DEL DECODIFICDOR S3 S2 S S Página 25

26 Utilizando un decodificador VCC U C G G2 G2 74LS38 Y Y Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y U2 2 U2 74LS 6 U2C 74LS 8 74LS U LS Página 26

27 Ejemplo Implementar f(q,x,p) = (,,4,6,7) = (2,3,5) P X Q C f(q, X, P) P X Q C f(q, X, P) (a) (b) Página 27

28 Continuación P X Q C f(q, X, P) P X Q C f(q, X, P) (c) Todos los casos anteriores son equivalentes (d) Página 28

29 plicaciones La memoria de un Microprocesador Selección de diferentes bancos de memoria. Sistemas de entrada/salida del microprocesador Selección de diferentes dispositivos Decodificación de instrucciones en un microprocesador Habilitar diferentes unidades funcionales Chips de memoria Habilita diferentes filas de memoria dependiendo de la dirección. Otras aplicaciones Página 29

30 plicaciones Su función principal es la de direccionar espacios de memoria. Un descodificador de N entradas puede direccionar 2 N espacios de memoria. Para poder direccionar K de memoria necesitaría bits, ya que la cantidad de salidas seria 2, igual a 24. De esta manera: Con 2 bits => 2 2 = Mb; Con 3 bits => 2 3 = Gb, etc. Página 3

31 ILIOGRFI or, consultado el 6 de julio del 27 consultado el 2 de setiembre del 27 Fletcher, William I. n Engineering approach to digital design, Prentince Hall, Inc. Primera edición, US, 98 Página 3

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