4.1. CODIFICADORES Y DECODIFICADORES. Un codificador es un circuito combinacional con 2N entradas y N salidas, cuya misin es presentar en la salida el cdigo binario correspondiente a la entrada activada. Existen dos tipos fundamentales de codificadores: codificadores sin prioridad y codificadores con prioridad. En el caso de codificadores sin prioridad, puede darse el caso de salidas cuya entrada no pueda ser conocida: por ejemplo, la salida 0 podra indicar que no hay ninguna entrada activada o que se ha activado la entrada nmero 0. Adems, ciertas entradas pueden hacer que en la salida se presente la suma lgica de dichas entradas, ocasionando mayor confusin. Por ello, este tipo de codificadores es usado nicamente cuando el rango de datos de entrada est correctamente acotado y su funcionamiento garantizado.

Direccin local de lugar

Para evitar los problemas anteriormente comentados, se disean los codificadores con prioridad. En estos sistemas, cuando existe ms de una seal activa, la salida codifica la de mayor prioridad (generalmente correspondiente al valor decimal ms alto). Adicionalmente, se codifican dos salidas ms: una indica que ninguna entrada est activa, y la otra que alguna entrada est activa. Esta medida permite discernir entre los supuestos de que el circuito estuviera deshabilitado por la no activacin de la seal de capacitacin, que el circuito no tuviera ninguna entrada activa, o que la entrada nmero 0 estuviera activada.

Tambin entendemos como codificador (cdec), un esquema que regula una serie de transformaciones sobre un seal o informacin. Estos pueden transformar un seal a una forma codificada usada para la transmisin o cifrado o bien obtener la seal adecuada para la visualizacin o edicin (no necesariamente la forma original) a partir de la forma codificada. En este caso, los codificadores son utilizados en archivos multimedia para comprimir audio, imagen o vdeo, ya que la forma original de este tipo de archivos es demasiado grande para ser procesada y transmitida por los sistema de comunicacin disponibles actualmente. Se utilizan tambin en la compresin de datos para obtener un tamao de archivo menor. Segn esta nueva definicin, podemos dividir los codificadores en cdecs sin prdidas y cdecs con prdidas, segn si la informacin que se recupera coincide exactamente con la original o es una aproximacin.

En un sentido general, se puede decir que un codificador es un circuito hecho para pasar informacin de un sistema a otro con clave diferente, y en tal caso un decodificador sera el circuito o dispositivo que retorne los datos o informacin al primer sistema. Debido a que el caso que nos ocupa es el de la lgica digital, y en especial la aritmtica binaria, hemos de dar sentido ms directo a los trminos "codificador" y "decodificador". Un codificador es un bloque combinacional hecho para convertir una entrada no binaria en una salida de estricto orden binario. En otras palabras, es un circuito integrado por un conjunto de componentes electrnicos con la habilidad para mostrar en sus terminales de salida un word binario (01101, 1100, etc.), equivalente al nmero presente en sus entradas, pero escrito en un cdigo diferente. Por ejemplo, un Octal-to-binary encoder es un circuito codificador con ocho entradas (un terminal para cada dgito Octal, o de base 8) y tres salidas (un terminal para cada bit binario). Los codificadores pueden, tambin, proporcionar otras operaciones de conversin, tal como ocurre en las calculadoras de bolsillo con el teclado: El Keyboard (teclas, llaves) encoder convierte la posicin de cada tecla (No. 9, No. 3, No. 5, + , %, etc.) en su correspondiente word asignado previamente. Un ejemplo de lo anterior es el teclado codificador en ASCII (American Standard Code for Information Interchange), que genera el word de 7 bits 0100101 cuando es presionada la tecla del porcentaje(%).

DECODIFICADOREl decodificador es un circuito combinacional diseado para convertir un nmero binario (entrada) en word de "unos" y "ceros" (niveles altos y bajos de voltaje) con un orden distinto, para ejecutar un trabajo especial. En otras palabras, el word que sale es diferente al word que entr, aunque tenga la misma cantidad de bits. En Electrnica Digital es a menudo necesario pasar un nmero binario a otro formato, tal como el requerido para energizar los siete segmentos de los display hechos con diodos emisores de luz, en el orden adecuado para que se ilumine la figura de un individual nmero decimal. Los decodificadores son tambin usados en los microprocesadores para convertir instrucciones binarias en seales de tiempo, para controlar mquinas en procesos industriales o implementar circuitos lgicos avanzados. El decodificador convierte nmeros binarios en sus equivalentes Octales (base 8), decimales (base 10) y Hexadecimales (base 16).

4.2. MULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORES MULTIPLEXORES En las comunicaciones, y sistemas de computadora se ejecutan muchas operaciones mediante circuitos lgicos combinatorios. Cuando un circuito se ha diseado para efectuar alguna tarea en una aplicacin, a menudo tambin encuentra empleo en otras diferentes aplicaciones. En este tema se tratarn los multiplexores y demultiplexores tanto a nivel SSI como MSI y como podemos aprovechar sus funciones en el desarrollo de circuitos combinacionales. Un Multiplexor o Selector de datos es un circuito lgico que acepta varias entradas de datos y permite que slo una de ellas pase a un tiempo a la salida. El enrutamiento de la entrada de

datos hacia la salida est controlado por las entradas de seleccin (a las que se hace referencia a veces como las entradas de direccin). El multiplexor, tambin conocido como MUX, acta como un conmutador multiposicional controlado digitalmente, donde el cdigo digital aplicado a las entradas de seleccin controla cules entradas de datos sern conmutadas hacia la salida. Por ejemplo, la salida ser igual a la entrada de datos, llammosle D0, para el cdigo de entrada de seleccin que sea cero (ABC=000 en el diagrama de abajo); la salida ser igual D1 para cuando el cdigo de seleccin sea uno y as sucesivamente. Establecido de otra manera, un multiplexor selecciona 1 de N fuentes de datos y transmite los datos seleccionados a un solo canal de salida. Esto se llama multiplexin o multiplexaje. Los multiplexores son representados en diagramas de bloques como trapezoides issceles. A continuacin muestro el esquemtico de un multiplexor de dos entradas y una salida con su respectivo bit de seleccin:

Un ejemplo de multiplexores (aunque no digitales como los que vemos aqu) se ve en las lneas telefnicas. stas usan exactamente este principio. Transmiten varias llamadas telexfnicas (seales de audio) a travs de un nico par cableado usando la tcnica de multiplexado y cada seal de audio va nicamente al receptor al que est destinado. Una aplicacin comn para los MUX es encontrado en las computadoras, en las cuales la memoria dinmica usa las mismas lneas de direccin para el direccionamiento tanto de las filas como de las columnas. Un grupo de multiplexores es usado para primero seleccionar las direcciones de la columna y luego cambiar para seleccionar la de la fila. Este esquema permite que grandes cantidades de memoria sean incorporadas dentro de una computadora mientras se limita a la vez la cantidad de conexiones de cobre requeridas para conectar la memoria al resto del circuito. Por eso es que tambin se les conoce a veces como selectores de datos. Ya se vio el smbolo esquemtico del multiplexor de 2 entradas y una salida pero los multiplexores no estn limitados a 2 entradas. Si las lneas de seleccin son dos podemos alternar entre 4 datos de entrada, si son 3 entre 8 y as sucesivamente. A continuacin se muestran los smbolos esquemticos de los multiplexores de 4 a 1 (cuatro entradas y una salida), 8 a 1 (ocho entradas y una salida) y 16 a 1 (diecisis entradas y una salida) con sus respectivas lneas de seleccin, respectivamente.

En todos los casos la salida es Z, las entradas de seleccin S y el resto es la entrada que ser multiplexada. A veces pueden verse en forma rectangular asemejando el circuito integrado que representan pero en este caso siempre deben ir bien identificados para poder saber que es. Por ejemplo:

Representa (como se ve indicado) un multiplexor a nivel MSI de 8 entradas (que implica las 3 lneas de seleccin) y una salida (F). Las entradas de seleccin, o sea, quienes indicarn cual de las entradas ser reflejada en la salida, vienen dadas por el cdigo binario representado por ABC. ABC son las entradas de direccionamiento o de direccin o de seleccin, como usted lo quiera llamar, ya que estas sern quienes indican el dato a acceder. Este mismo concepto es el usado en las memorias. Veamos ahora la implementacin de multiplexores a nivel SSI. Para el caso de un multiplexor de 2 entradas y una salida (quien por supuesto requiere slo una lnea de seleccin) el circuito sera:

El uso del inversor dos veces NO es absolutamente necesario. Se observa que cuando la entrada de seleccin A tiene un valor cualquiera, una de las compuertas AND tendr un UNO en una de sus entradas y la otra un CERO. La que tiene el CERO dejar pasar slo el CERO pero el que tenga el valor de UNO dejar pasar la otra entrada de la AND intacta y ser este valor quien se refleje a la salida. Pueden verificar este circuito a travs de su tabla de la verdad. Vemosla a continuacin:

A X0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0

X1 1 0 1 0 1 0 1 0

X 1 1 0 0 1 0 1 0

Se ve aqu que cuando que cuando A=0, X=X0 y cuando A=1, X=X1. Esto representa la funcin booleana: X = AX1+A'X0 que es exactamente la implementacin mostrada. Algunas designaciones para multiplexores de la familia TTL son: 74153 que son dos multiplexores 4 a 2, 74157 que son cuatro MUX 2 a 1 y el 74151 que es un MUX 8 a 1. Los circuitos multiplexores pueden incluir tambin una lnea de habilitacin indicado con una E por Enable, pero de eso hablaremos en el prximo tema. Como ltimo comentario de lo multiplexores quiero agregar que estos pueden ser organizados en cascada (tal como los sumadores que vimos en el tema anterior) para implementar multiplexores ms grandes. Por ejemplo podemos usar multiplexores de 2 a 1 para implementar un multiplexor de 4 a 1 (o de 4 a 2 que si lo piensan se darn cuenta de que es elemental) o incluso para implementar multiplexores de ms entradas. Veamos especficamente el ejemplo de implementacin de un multiplexor de 16 a 1 usando slo multiplexores de 4 a 1. El dato de entrada es X formado por los 16 bits x0, x1,...,x14 y x15. Las lneas de seleccin vienen dadas por S. OJO con este ejemplo. Analcelo y entindalo.

En los multiplexores vemos tambin la entrada de enable E (que adems son de lgica negativa que quiere decir que los IC's se activaran con un cero). Ese es el bit de habilitacin que les dije veremos en el prximo tema.

DEMULTIPLEXORES.Es lo inverso a un multiplexor. Los demultiplexores o DEMUX tienen una entrada que es transferida a una de las m posibles lneas de salida. La lnea m vendr direccionada por los n bits de seleccin donde lo normal es que 2n=m. Se podra decir que, como profundizaremos en el prximo tema, cada salida del demultiplexor corresponde con el trmino mnimo del nmero binario que se encuentra en las lneas de seleccin. Un uso popular del DEMUX es como decodificador y por eso suele usarse el trmino Demultiplexor/Decodificador indistintamente. Ya hablaremos de l en prximo tema, pero el propsito principal de un decodificador no es tanto transferir una entrada a una de las salidas sino llevar un valor binario (el de la entrada de seleccin) a una representacin de una nica lnea a la salida. Esta funcin es de gran utilidad en la decodificacin de la direccin en los microporcesadores por ejemplo cuando involucra la seleccin de uno de multiples dispositivos (como por ejemplo la memoria). De hecho, la mayora de los decodificadores son de lgica invertida (o negativa) debido a que la mayora de los dispositivos perifricos de los microprocesadores son activados por una seal baja (como el pin E' que vimos en los multiplexores en cascada hace un par de prrafos). Los DEMUX tambin suelen incluir un bit de entrada de habilitacin. Algunos DEMUX de la familia TTL son: el 74139 que son dos DEMUX de 1 a 4 con salidas invertidas (lgica negada), el 74156 que son dos DEMUX de 1 a 4 con salida de colector abierto (Open Collector), el 74138 que es un DEMUX de 1 a 8 con salida invertida, el 74156 que es un DEMUX de 1 a 16 y el 74159 que es de 1 a 16 con salida a colector abierto. Veamos a continuacin la implementacin de demultiplexores a nivel SSI. Para el caso de un demultiplexor de 1 a 2 sera:

Se observa que el circuito tiene slo una entrada (representada por IN), dos salidas (OUT1 y OUT0) y el bit de direccin (A). El proceso es justo el contrario del multiplexor. Para los casos de DEMUX de 1 a 4 y de 1 a 8 tenemos las siguientes implementaciones.

Si lo desean hagan sus tablas de la verdad para que les facilite entender el comportamiento de estos circuitos . APLICACIONES

Resulta que algunas veces un circuito diseado para cierto fin suele ser de gran utilidad en la resolucin de problemas que no fueron exactamente para el que fueron diseados. El multiplexor es una de esos ejemplos. Una poderossima utilidad de los multiplexores est en la implementacin de funciones lgicas. Vamos a estudiar algunas posibilidades de implementacin de funciones lgicas mediante multiplexores. Veamos el siguiente ejemplo: F(x2, x1, x0 ) = (2,5,6) Sabemos que esta funcin es uno para los trminos mnimos 2, 5 y 6. Esta funcin tiene 3 variables que pueden formar 8 combinaciones. La forma ms sencilla de implementacin, que es la que veremos a continuacin, es a travs de un multiplexor de 8 a 1. Veamos la tabla de la verdad de la funcin y la implementacin con el multiplexor:

Dado que se trata de una funcin de tres variables, el mtodo acabado de sugerir implica en principio utilizar un multiplexor de 8 canales (es decir,con 3 entradas de control). Hay que conectar las variables x2, x1 y x0 a las entradas de seleccin e introducir en cada uno de los canales el valor ("0" o "1") que toma la funcin para cada combinacin de dichas variables. Observe la figura y note que el paso de una a otra es inmediato ya que el multiplexor tiene cableada las entradas 2, 5 y 6 a uno y el resto a cero. De esta forma se garantiza que para las combinaciones de las variables X (quien se coloc en las lneas de seleccin) para los que se requiere que la funcin sea uno harn f=1.

Veamos otro ejemplo. F(A,B,C)=(3,5,6,7). multiplexor de 8 entradas se vera:

Con

un

Es fcil de observar el porque de sto, as que no lo analizaremos ms.

4.3. FLIP-FLOPS Y CONTADORES BINARIOS

FLIP FLOP (MULTIVIBRADORES)Un biestable, tambin llamado bscula (flip-flop en ingls), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta caracterstica es ampliamente utilizada en electrnica digital para memorizar informacin. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en: Asncronos: slo tienen entradas de control. El ms empleado es el biestable RS. Sncronos: adems de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan sncronas y en caso contrario asncronas. Por lo general, las entradas de control asncronas prevalecen sobre las sncronas. La entrada de sincronismo puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco (de subida o de bajada). Dentro de los biestables sncronos activados por nivel estn los tipos RS y D, y dentro de los activos por flancos los tipos JK, T y D. Descripcin

Cronograma del biestable RS Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, R y S, a las que debe el nombre, permiten al ser activadas: R: el borrado (reset en ingls), puesta a 0 nivel bajo de la salida. S: el grabado (set en ingls), puesta a 1 nivel alto de la salida. Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que posea tras la ltima operacin de borrado o grabado. En ningn caso deberan activarse ambas entradas a la vez, ya que esto provoca que las salidas directa (Q) y negada (Q') queden con el mismo valor: a bajo, si la bscula est construda con puertas NO-O (NOR), o a alto, si con puertas NO-Y (NAND). El problema de que ambas salidas queden al mismo estado est en que al desactivar ambas entradas no se podr determinar el estado en el que quedara la salida. Por eso, en las tablas de verdad, la activacin de ambas entradas se contempla como caso no deseado (N. D.). Biestable RS asncrono

Slo posee las entradas R y S. Se compone internamente de dos puertas lgicas NO-Y o NO-O, segn se muestra en la siguiente figura:

Biestables RS con puertas NO-O, a), NO-Y, c), y smbolos normalizados respectivos b) y d). Su tabla de verdad es la siguiente (Q representa el estado actual de la salida y q el estado anterior a la ltima activacin): Tabla de verdad biestable RS R S Q (NO-O) 0 0 q 0 1 1 1 0 0 1 1 N. D. Q' (NO-Y) N. D. 0 1 q

N. D.= Estado no determinado Biestable RS sncrono

Circuito Biestable RS sncrono a) y esquema normalizado b). Adems de las entradas R y S, posee una entrada C de sincronismo cuya misin es la de permitir o no el cambio de estado del biestable. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de un biestable sncrono a partir de una asncrona, junto con su esquema normalizado: Su tabla de verdad es la siguiente:

Tabla de verdad biestable RS C 0 1 1 1 1 R X 0 0 1 1 S X 0 1 0 1 Q (NO-O) q q 1 0 N. D.

X=no importa Biestable D

Smbolos normalizados: Biestables D a) activo por nivel alto y b) activo por flanco de subida. Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuya salida adquiere el valor de la entrada D cuando se activa la entrada de sincronismo, C. En funcin del modo de activacin de dicha entrada de sincronismo, existen dos tipos de biestables D: Activo por nivel (alto o bajo), tambin denominado registro o cerrojo (latch en ingls). Activo por flanco (de subida o de bajada). La ecuacin caracterstica del biestable D que describe su comportamiento es:

y su tabla de verdad: D Q Qsiguiente 0 X 0 1 X 1 X=no importa Esta bscula puede verse como una primitiva lnea de retardo o una retencin de orden cero (zero order hold en ingls), ya que los datos que se introducen, se obtienen en la salida un ciclo de reloj despus. Esta caracterstica es aprovechada para sintetizar funciones de procesamiento digital de seales (DSP en ingls) mediante la transformada en z. Biestable T

Smbolo normalizado: Biestable T activo por flanco de subida. Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo). El biestable T cambia de estado ("toggle" en ingls) cada vez que la entrada de sincronismo o de reloj se dispara. Si la entrada T est a nivel bajo, el biestable retiene el nivel previo. Puede obtenerse al unir las entradas de control de un biestable JK, unin que se corresponde a la entrada T. La ecuacin caracterstica del biestable T que describe su comportamiento es:

y la tabla de verdad: T Q Qsiguiente 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 BIESTABLE JK Descripcin

Cronograma de la bscula JK Dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, J y K, a las que debe el nombre, permiten al ser activadas: J: El grabado (set en ingls), puesta a 1 nivel alto de la salida. K: El borrado (reset en ingls), puesta a 0 nivel bajo de la salida. Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que posea tras la ltima operacin de borrado o grabado. A diferencia del biestable RS, en el caso de activarse ambas entradas a la vez, la salida adquirir el estado contrario al que tena.

La ecuacin caracterstica del biestable JK que describe su comportamiento es:

Y su tabla de verdad es: J K Q Qsiguiente 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 X 0 1 0 X 1 1 1 0 1 1 1 1 0 X=no importa Una forma ms compacta de la tabla de verdad es (Q representa el estado siguiente de la salida en el prximo flanco de reloj y q el estado actual): J K Q 0 0 q 0 1 0 1 0 1 1 1 El biestable se denomina as por Jack Kilby, el inventor de los circuitos integrados en 1958, por lo cual se le concedi el Premio Nobel en fsica de 2000. Biestable JK activo por flanco

Smbolos normalizados: Biestables JK activo a) por flanco de subida y b) por flanco de bajada Junto con las entradas J y K existe una entrada C de sincronismo o de reloj cuya misin es la de permitir el cambio de estado del biestable cuando se produce un flanco de subida o de bajada, segn sea su diseo. Su denominacin en ingls es J-K Flip-Flop Edge-Triggered. De acuerdo con la tabla de verdad, cuando las entradas J y K estn a nivel lgico 1, a cada flanco activo en

la entrada de reloj, la salida del biestable cambia de estado. A este modo de funcionamiento se le denomina modo de basculacin (toggle en ingls). Biestable JK Maestro-Esclavo

Smbolos normalizados: Biestable JK Maestro-Esclavo a) activo por nivel alto y b) activo por nivel bajo Aunque an puede encontrarse en algunos equipos, este tipo de biestable, denominado en ingls J-K Flip-Flop Master-Slave, ha quedado obsoleto ya que ha sido reemplazado por el tipo anterior. Su funcionamiento es similar al JK activo por flanco: en el nivel alto (o bajo) se toman los valores de las entradas J y K y en el flanco de bajada (o de subida) se refleja en la salida.

Otra forma de expresar la tabla de verdad del biestable JK es mediante la denominada tabla de excitacin: qQ JK 00 0X 01 1X 10 X1 11 X0 Siendo q el estado presente y Q el estado siguiente. Ejemplo con componentes discretos

Figura 1.- Circuito multivibrador biestable Aunque, en general, los biestables utilizados en la prctica estn implementados en forma de circuitos integrados, en la Figura 1 se representa el esquema de un sencillo circuito multivibrador biestable, realizado con componentes discretos, cuyo funcionamiento es el siguiente: Al aplicar la tensin de alimentacin (Vcc), los dos transistores iniciaran la conduccin, ya que sus bases reciben un potencial positivo, TR-1 a travs del divisor formado por R-3, R-4 y R-5 y TR-2 a travs del formado por R-1, R-2 y R-6, pero como los transistores no sern exactamente idnticos, por el propio proceso de fabricacin y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducir antes o ms rpido que el otro. Supongamos que es TR-1 el que conduce primero. El voltaje en su colector disminuir, debido a la mayor cada de tensin en R-1, por lo que la tensin aplicada a la base de TR-2 a travs del divisor formado por R-2, R-5, disminuir haciendo que este conduzca menos. Esta disminucin de conduccin de TR-2 hace que suba su tensin de colector y por tanto la de base de TR-1, este proceso llevar finalmente al bloqueo de TR-2 (salida Y a nivel alto). Pero si ahora aplicamos un impulso de disparo de nivel alto por la entrada T, a travs de los condensadores C-1 y C-2 pasar a las bases de ambos transistores. En el caso de TR-1 no tendr ms efecto que aumentar su tensin positiva, por lo que este seguir conduciendo. En la base de TR-2 el impulso har que este transistor conduzca, realizndose un proceso similar al descrito al principio, cuando el que conduca primero era TR-1, que terminar bloqueando a este y dejando en conduccin a TR-2 (salida Y a nivel bajo). La secuencia descrita se repetir cada vez que se aplique un impulso en T. La salida cambia de estado con el impulso de disparo y permanece en dicho estado hasta la llegada del siguiente impulso, momento en que volver a cambiar. La cada de tensin en la resistencia comn de emisores (R-7) elimina la indecisin del circuito y aumenta la velocidad de conmutacin.

Aplicacin Un biestable puede usarse para almacenar un bit. La informacin contenida en muchos biestables puede representar el estado de un secuenciador, el valor de un contador, un carcter ASCII en la memoria de un ordenador, o cualquier otra clase de informacin. Un uso corriente es el diseo de mquinas de estado finitas electrnicas. Los biestables almacenan el estado previo de la mquina que se usa para calcular el siguiente. El biestable T es til para contar. Una seal repetitiva en la entrada de reloj hace que el biestable cambie de estado por cada transicin alto-bajo si su entrada T est a nivel 1. La salida de un biestable puede conectarse a la entrada de reloj de la siguiente y as sucesivamente. La salida final del conjunto considerado como una cadena de salidas de todos los biestables es el conteo en cdigo binario del nmero de ciclos en la primera entrada de reloj hasta un mximo de 2n-1, donde n es el nmero de biestables usados. Uno de los problemas con esta configuracin de contador (ripple counter en ingls) es que la salida es momentneamente invlida mientras los cambios se propagan por la cadena justo despus de un flanco de reloj. Hay dos soluciones a este problema. La primera es muestrear la salida slo cuando se sabe que esta es vlida. La segunda, ms compleja y ampliamente usada, es utilizar un tipo diferente de contador sncrono, que tiene una lgica ms compleja para asegurar que todas las salidas cambian en el mismo momento predeterminado, aunque el precio a pagar es la reduccin de la frecuencia mxima a la que puede funcionar. Una cadena de biestables T como la descrita anteriormente tambin sirve para la divisin de la frecuencia de entrada entre 2n, donde n es el nmero de biestables entre la entrada y la ltima salida. Secuenciacin y metaestabilidad. Los biestables sncronos son propensos a sufrir un problema denominado metaestabilidad, que ocurre cuando una entrada de datos o de control est cambiando en el momento en el que llega un flanco de reloj. El resultado es que la salida puede comportarse de forma imprevista, tardando muchas veces ms de lo normal en estabilizarse al estado correcto, o incluso podra oscilar repetidas veces hasta terminar en su estado estable. En un ordenador esto puede suponer la corrupcin de datos o causar un fallo de programa. En muchos casos, la metaestabilidad en los biestables se puede evitar asegurndose de que los datos y las entradas de control se mantienen constantes durante un periodo de tiempo especificado antes y despus del flanco de reloj, denominados setup time (tsu) y hold time (th) respectivamente. Esos tiempos estn establecidos en la hoja de datos del dispositivo en cuestin, y son tpicamente entre unos pocos nanosegundos y unos pocos cientos de nanosegundos para dispositivos modernos. Desafortunadamente, no siempre es posible cumplir estos requisitos, porque los biestables pueden estar conectados a entradas en tiempo real que son asncronas, y pueden cambiar en cualquier momento fuera del control del diseador. En este caso, lo nico que puede hacerse es reducir la probabilidad de error a un determinado nivel, dependiendo de la fiabilidad que se desee del circuito. Una tcnica para reducir la incidencia es conectar dos o ms biestables en cadena, de forma que la salida de una se conecta a la entrada de la siguiente, y con todos los dispositivos compartiendo la misma seal de reloj. De esta forma la probabilidad de un suceso metaestable puede reducirse considerablemente, pero nunca podr eliminarse por completo. Existen biestables robustos frente a la metaestabilidad, que funcionan reduciendo los tiempos de setup y hold en todo lo posible, pero incluso estos no pueden eliminar por completo el

problema. Esto es debido a que la metaestabilidad es mucho ms que un problema de diseo. Cuando el flanco de reloj y la entrada de datos estn suficientemente juntos, el biestable tiene que elegir el evento que ocurri antes. Y por ms rpido que se haga el dispositivo, siempre existe la posibilidad de que sucedan lo suficientemente juntos como para que que no se pueda detectar cual es el que ocurri primero. As pues, es lgicamente imposible el construir un biestable a prueba de metaestabilidad. Otro parmetro temporal importante de un biestable es el retardo reloj-a-salida (clock-tooutput tCO) o retardo de propagacin (propagation delay tP), que es el tiempo que el biestable tarda en cambiar su salida tras un flanco de reloj. El tiempo para una transicin alto-a-bajo (tPHL) es a veces diferente del de las transiciones de bajo-a-alto (tPLH). Cuando se conectan biestables en cadena, es importante asegurar que el tCO de el primero es mayor que el hold time (tH) del siguiente, ya que en caso contrario, el segundo biestable no recibir los datos de forma fiable. La relacin entre tCO y tH est garantizada normalmente si ambos biestables son del mismo tipo.

CONTADORES BINARIOS

Contador sncrono de 4 bits. En electrnica digital, un contador (counter en ingls) es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lgicas capaz de realizar el cmputo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia. Habitualmente, el cmputo se realiza en un cdigo binario, que con frecuencia ser el binario natural o el BCD natural (contador de dcadas). Clasificacin de los contadores Segn la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de contadores sncronos (todos los biestables conmutan a la vez, con una seal de reloj comn) o asncronos (el reloj no es comn y los biestables conmutan uno tras otro).

Segn el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes y UPDOWN (ascendentes o descendentes segn la seal de control). Segn la cantidad de nmeros que pueden contar, se puede hablar de contadores binarios de n bits (cuentan todos los nmeros posibles de n bits, desde 0 hasta 2n 1), contadores BCD (cuentan del 0 al 9) y contadores Mdulo N (cuentan desde el 0 hasta el N-1) Tipos de contadores Existen diversos tipos de contadores: Contadores de rizado. Contadores paralelos. Contadores de rizado mod-6. Contador Johnson. Activa una sola salida entre varias. En respuesta al pulso de conteo, la salida siguiente pasa a ser la activa. No se emplea un contador binario seguido de un decodificador debido a que, al conmutar entre dos estados, podra producir pulsos espreos en otras salidas. El 4017 es un contador johnson de 10 estados. Contador en anillo. Est formado por un conjunto de biestables conectados como un registro de desplazamiento, con un lazo de realimentacin que se obtiene uniendo las salidas del ltimo biestable con la entrada del primero. El inconveniente que presentan es que slo pueden contar 'n' impulsos (siendo log2m y m los bits del resultado). Se utilizan para llevar el control del nmero de ocasiones en que se realiza una operacin o se cumple una condicin. Los incrementos son generalmente de uno en uno. Un contador digital es constituido exactamente en igual forma que un divisor de frecuencia. En efecto, el circuito divisor-por-diez es en el fondo un contador, porque cuenta hasta diez pulsos y da una salida; se repone y queda listo para repetir el procedimiento de nuevo. Si se colocan varios flip-flops tipo JK en cascada, que inicien en el binario CERO, un BURST de pulsos en serie, colocados en la entrada, dejar los flip-flops en estados tales que ellos indiquen en forma binaria la cantidad de pulsos

que arribaron al terminal de entrada. Notemos de nuevo que cada etapa debe cambiar de estado solamente cuando la anterior pasa de lgica 1 a lgica 0. Cuando en electrnica se menciona la expresin BURST, que traducida significa "rfaga", "reventar", "porcin", se quiere dar a entender que esos pulsos se presentan como un tren definido, "como una cierta cantidad de vagones unidos entre s", iguales y mensurables en su cantidad. (En el estudio de televisin en color se encuentra con mucha frecuencia esta palabra BURST, y se refiere a los 8 o ms pulsos encargados de sincronizar los circuitos de crominancia, los cuales vienen a manera de "rfaga de metralleta" incluidos dentro de la onda portadora de TV). Los contadores digitales son un medio muy prctico para determinar FRECUENCIA, si la entrada del contador es "abierta" a una seal de frecuencia desconocida, durante un tiempo exactamente controlado (recordemos que "frecuencia" es la cantidad de ciclos que transcurren durante un segundo de tiempo). Los medios-ciclos (half-cycles) positivos de la frecuencia desconocida son contados, y su cantidad en el perodo de conteo permite establecer la frecuencia. Si el lado complementario del JK flip-flop es usado para manejar al que sigue, entonces el contador es conocido como un BACKWARD COUNTER (contador hacia atrs); esto es, el arranca en 1111 y cuenta sucesivamente hacia abajo, 1110, 1101, 1100, etc. Este tipo de contador es muy prctico cuando se quiere determinar la DIFERENCIA entre una frecuencia desconocida y una frecuencia asignada. El contador puede ser pre-cargado con la frecuencia

de entrada. El resduo positivo o negativo , a la izquierda del contador es la diferencia. La figura 22 muestra un contador de 4 bits, implementado con cuatro flip-flops tipo T (Toggles), a partir de integrados JK, recordemos que en este caso no se tiene en cuenta las entradas J y K, por lo que se deben dejar "al aire", en lgica 1 (muchos integrados digitales estn internamente hechos para que sus entradas queden automticamente en nivel alto cuando son dejados "al aire" sus terminales).

Hay muchas clases distintas de flip-flops contadores en circuito integrado IC. El mdulo de un contador especifica la mxima cuenta que el alcanza antes de reciclar. Los contadores mdulo 10 son muy populares porque ellos reciclan despus de caer el dcimo pulso de entrada, y por lo tanto proveen una manera fcil de contar en decimal. Ellos son a menudo llamados CONTADORES DE DECADAS BCD (Binario Codificado a Decimal), y siempre tienen solamente cuatro terminales de salida (representan desde el 0000 hasta el 1001). Los contadores que estn diseados para aprovechar al mximo los cuatro bits del word nibble (medio byte) de salida, se llaman contadores HEXADECIMALES (representan desde el 0000 hasta el 1111). Los contadores pueden tener una variedad de controles de entrada. Un contador tpico, por ejemplo, se puede programar para que cuente hacia arriba o hacia abajo (Up/Down). Puede tambin tener entradas de control para regresar la cuenta a 0's, iniciar la cuenta en cualquier valor deseado, o para indicar los momentos en los cuales el contador debe trabajar. Estos ltimos terminales son los habilitadores, o entradas ENABLE. Debido a que los contadores almacenan la cuenta acumulada hasta que llegue el prximo pulso clock, ellos pueden ser considerados STORAGE REGISTERS. Los circuitos integrados TTL contadores ms comunes son:

7490A Dcadas, divisor por 12 y contador binario BCD hasta 10 (de 0 9) 7492A Dcadas, divisor por 12 y contador binario hasta 12 ( de 0 11) 7493A Dcadas, divisor por 12 y contador binario hasta 16 ( de 0 15) 74160A Contador sincrnico de 4 bits, completamente programable 74190 Contador sincrnico Up/Down, BCD, programable ( de 0 9) 74191 Contador binario de 4 bits, sincrnico, Up/Down 74192 Contador sincrnico Up/Down BCD, programable (de 0 9) 74193 Contador sincrnico de 4 bits binarios, programable, Up/Down

Hay operacin sincrnica cuando se tienen todos los flip-flops "clocked.. simultneamente (manejados), de tal forma que sus salidas cambien al mismo tiempo cuando lo requiera el proceso lgico director. Contadores de dcadas o contadores BCD. El contador MOD 10 se conoce tambin como contador de dcadas. De echo un contador de dcadas es cualquier contador que tenga 10 estados diferentes independientemente de la secuencia. Estos tambin se denominan contadores BCD para reiterar lo dicho cualquier contador MOD 10 es un contador de dcadas y cualquier contador de dcadas que cuenta en binario de 0000 a 1001 es un contador BCD. Los contadores de dcada especialmente los de tipo BCD, se utilizan ampliamente en aplicaciones donde los pulsos o sucesos van a ser contados y los resultados exhibidos en algn tipo de dispositivo de visualizacin numrica decimal. Un contador de dcadas a menudo se utiliza tambin para dividir una frecuencia de pulsos exactamente entre 10. Descodificacin del contador BCD. Este tiene 10 estados y se pueden decodificar usando las tcnicas anteriores. Estos decodificadores ofrecen 10 salidas que corresponden a los dgitos del 0 al 9 representados por los estados de los flip-flops del contador. Las 10 salidas se pueden usar para controlar 10 indicadores elctricos LED y tener una exhibicin visual. Con mayor frecuencia en vez de utilizar 10 lmparas por separado, se utiliza un solo dispositivo para ver los nmeros del 0 al 9, este se denomina tubo nixie, contiene 10 filamentos muy delgados que son la forma de cada uno de los nmeros. El decodificador BCD controla que filamento esta encendido. Una clase ms nueva de dispositivo decimales de exhibicin visual contiene 7 pequeos segmentos hechos de un material (por lo general dispositivo de cristal liquido o LED ) que emite luz o reflejan la del medio ambiente. Las salidas del BCD controlan que segmentos estn encendidos para producir un patrn que represente uno de los dgitos decimales. 4.4. REGISTROS DE CORRIMIENTORegistros de Corrimiento

En el procesamiento digital de datos se necesita con frecuencia retener los datos en ciertas ubicaciones intermedias del almacenamiento temporal, con el objeto de realizar algunas manipulaciones especficas, despus de las cuales los datos modificados se pueden enviar a otra localizacin similar. Los dispositivos digitales donde se tiene este almacenamiento temporal se conocen como registros de corrimiento o registros de desplazamiento. Dado que la memoria y el desplazamiento de informacin son sus caractersticas bsicas, los registros son circuitos secuenciales constituidos por flip-flops, donde cada uno de ellos maneja un bit de la palabra binaria. Por lo general se da el calificativo de registro a un conjunto de 8 o mas flip-flops. Muchos registros usan flip-flops tipo D aunque tambin es comn el uso de flip-flops JK. Ambos tipos pueden obtenerse sin dificultad como unidades comerciales. Son muy populares los de 8 bits, ya que en los computadores con frecuencia manipulan bytes de informacin. Registro de Corrimiento Bsico

Un registro de corrimiento bsico es un conjunto de flip-flops conectados de tal forma que los nmeros binarios almacenados en l son desplazados de un flip-flop al siguiente con cada pulso de reloj aplicado. En la Interatividad 6.4.1 se observa la forma de conectar 4 flip-flops tipo D para construir un registro. Note como la salida de un flip-flop se conecta a la entrada de otro adyacente. Haga click sobre "1" o "0" para ingresar los datos al registro. Con cada flanco ascendente del reloj la informacin se va desplazando hacia la derecha una posicin. En la Figura 6.4.2 se observan las formas de onda de las salidas de cada flip-flop, donde se observa el desplazamiento de los datos de izquierda a derecha.

Figura 6.4.2. Formas de onda de un registro de 4 bits Tipos de Entradas y Salidas en los Registros de Corrimiento Exiten diversas formas de cargar o extraer informacin en un registro de corrimiento. En la figura 6.4.3 se muestran las distintas formas de mover la informacin en un registro de corrimiento.

Figura 6.4.3. Tipos de Entradas y Salidas en los registros de corrimiento Las combinaciones de Entrada/Salida mas comunes en los registros de corrimiento son: Entrada Serie/Salida Paralelo y Entrada Paralelo/Salida Serie. A continuacin se dar una descripcin sobre estos dos modos de funcionamiento.

Entrada Serie - Salida Paralelo Es la forma mas usual del tipo de entrada y salida de datosen los registros de corrimiento. En la Figura 6.4.4 se observa el esquema de un registro de esta clase. La entrada asincrnica CLR que se observa, es usada para poner todos los bits del registro en 0. Existen circuitos integrados como el 74HC164 que funcionan de esta forma.

Figura 6.4.4. Registro de corrimiento Entrada serie - Salida paralelo Entrada paralelo Salida serie En la Figura 6.4.5 se observa el esquema de un registro de este tipo. LOAD: Las entradas en paralelo se almacenan en los flip-flops internos (entrada asincrnica), SHIFT: Corrimiento del puerto hacia la derecha (entrada sincrnica), entrada serie por el primer flip-flop y salida serial por el ltimo. Existen circuitos integrados como el 74HC165 que funcionan con base en este esquema.

Figura 6.4.5. Registro de corrimiento Entrada paralelo - Salida serie Registros de corrimiento bidireccionales Este tipo de registro tiene la opcin de elegir la direccin en que se transmiten los datos. Estos registros tienen una seal de control que permite seleccionar el sentido de desplazamiento de los datos. En la Figura 6.4.6 se observa el circuito lgico de un registro bidireccional de 4 bits.

Figura 6.4.6. Registro de corrimiento bidireccional de 4 bits Para propsitos de entender el funcionamiento de este registro se ha dispuesto de forma vertical, para mostrar como se despalzan los datos. Cuando la entrada ABA/ARR' se encuentra en 1 lgico, los datos se desplazan hacia abajo y cuando esta es 0 lgico los datos se desplazan hacia arriba. Cuando la seal de control ABA/ARR' es 1, las compuertas marcadas con A se activan, permitiendo que el dato de cualquier flip-flop pase al flip-flop inmediatamente inferior despus de que ocurra una transicin positiva en la seal del reloj, de esta forma la informacin de desplaza por las lneas marcadas en azul ques e se observan en la figura 6.4.6. Cuando la seal de control ABA/ARR' es 0, las compuertas marcadas con B se activan y el dato de cualquier flip-flop se pasa al flip-flop inmediatamente superior. Las lneas marcadas en rojo en la figura 6.4.6 indican el canal de transmisin de los datos de un flip-flop a otro para esta condicin. Note que las compuertas marcadas como A y B se activan de forma complementaria, es decir, mientras se activan aquellas marcadas como A las marcadas como B se encuentran inactivas y viceversa. Registros en Circuito Integrado

En el mercado exiten actualmente varios circuitos integrados que desempean su funcin como registros, en esta seccin mencionaremos algunos de estos registros disponibles en lgica TTL y CMOS. Circuito Integrado 74HC373 Este integrado contiene 8 Cerrojos tipo D con salidas triestado. En la figura 6.4.7 se observa el esquema de conexiones interno y la descripcin de sus entradas y salidas es la siguiente: D0...D7: Entrada paralelo Q0...Q7: Salida paralelo LE: Latch Enable OE: Output Enable

Figura 6.4.7. Diagrama Lgico del CI74HC373 Circuito Integrado 74HC374 Este circuito integrado contiene 8 Flip-Flops tipo D con salidas triestado sensibles al flanco de subida de la seal del Reloj. En la figura 6.4.8 se muestra la estructura interna de este registro y su diferencia con el anterior Circuito Integrado es que este contiene flip-flops.

Figura 6.4.8. Diagrama lgico del CI74HC374 Circuito Integrado 74HC273 Este integrado contiene 8 flip-flops tipo D con salidas triestado sensibles al flanco de subida de la seal del reloj, adicionalmente tiene una entrada para borrar activa en bajo (CLR'). En la figura 6.4.9 se observa el diagrama de pines de este integrado y el tabla 6.4.1 los estados lgicos.

Figura 6.4.9. Esquema del CI-74HC273 CLEAR CLK D Q 0 1 1 1 X X 0 1 1 0 0 0 X Q0

Tabla 6.4.1. Descripcin de las entradas del CI-74HC273 Aplicaciones de los Registros de Corrimiento Los registros de corrimiento tiene varias aplicaciones en la Electrnica Digital, entre las cuale se pueden mencionar las siguientes: Transmisin de datos. Conversin de protocolo serie en paralelo y viceversa. Puertos de salida de los microcomputadores. Secuenciadores (luces y anuncios publicitarios). Multiplicaciones y divisiones por 2, 4, 8, 16 bits. Operaciones que se hacen en forma secuencial.

STORAGE REGISTERS:

Un register (registro) es un grupo de flip-flops organizados de forma que se puedan guardar datos binarios. El register es llamado algunas veces un BUFFER, particularmente si el

almacenamiento es slo por muy corto tiempo. Cada flip-flop es independientemente puesto en 1 0, dependiendo de os datos (DATA) que han de ser "registrados". La figura 23 ilustra el mtodo para cargar los datos (word binario) en el registro implementado con compuertas AND y flip-flops tipo RS. En la prctica, el diseador no tiene que implementar dicha funcin, ya que se consiguen circuitos integrados que hacen todo el proceso de registro, (lectura, almacenamiento y retorno a cero).

Los datos se hacen llegar a las lneas de entrada marcadas A, B, D Y D, correspondientes a una entrada de cada compuerta AND de dos entradas, conocidas como READ GATES (puertas de lectura). Para reponer los flop-flops a lgica 0, se aplica un pulso activo en la lnea "reset".

Cuando se quiere "cargar" los datos en el registro, bastar con poner en nivel alto la lnea de lectura (read). La salida de cada compuerta pasar entonces a nivel lgico 1, o nivel lgico 0, dependiendo del estado lgico de cada dato de entrada existente en el otro terminal A, B, C Y D.

Si la implementacin del registro se hace con flip-flops tipo D, y la entrada de carga (read) est en lgica 1, los datos de entrada sern aceptados por el registro solamente cuando llegue el prximo pulso clock.

Cuando la read line es retornada a lgica 0, los flip-flops conservan sus estados aunque las entradas A, B, C Y D sean alteradas; es como si las compuertas se hubiesen "cerrado".

Los registros de almacenamientos y los registros de desplazamiento deben ser capaces de llevar a cabo las siguientes tres funciones:

1. Recibir informacin de otra fuente.

2. Preservar esta informacin sin alteracin o prdida de seal hasta que sea necesaria.

3. Despachar esta informacin a otros circuitos del computador, u otro circuito cualquiera, cuando as lo requiera el programa. SHIFT REGISTERS:

La palabra "shift" significa "cambiar de puesto", en espaol, por lo que la traduccin de "shift registers" puede ser REGISTRO POR DESPLAZAMIENTO.

Considerablemente ms verstil que el buffer register, es el shift register mostrado en la figura 24-A. Este particular registro acepta los datos de entrada solamente cuando sus bits le son dados "de a uno" cada vez en el tiempo, EN SERIE, uno tras otro (serial input); pero puede proporcionar simultneamente todo el contenido de los flip-flops, EN PARALELO, cuando as lo requiera el proceso.

Se puede deducir del esquema en bloque de la figura 24-A, que todos los bits registrados son "desplazados" un lugar hacia la derecha cada que se presenta un pulso clock, para abrir campo a los bits que estn por llegar. En la Seccin B de la figura 24 vemos una versin ms completa del circuito lgico para un shift refister. Los datos son introducidos al registro a travs de un par de compuertas AND. Cada vez que la shift line es hecha lgica 1, cada RS flip-flop asume el estado del flip-flop inmediatamente anterior (debemos presumir que todos los flip-flops estaban inicialmente en estado lgico 0). Observemos que se emplean dos compuertas entre sucesivos flip-flops, de tal forma que el complemento pueda ser transferido si la informacin es lgica 0. Si hay lgica 1 presente en la

entrada, y la lnea "shift line" est en nivel alto, entonces el flip-flop del lugar D asumir el estado lgico 1. Las salidas A, B y C no sufrirn alteracin porque sus precedentes flip-flops estaban en lgica 0. Dejemos ahora que la entrada de datos retorne a lgica 0, y pongamos otra vez la shift line en lgica 1(nivel alto). En dicho instante el flip-flop C cambia a lgica 1; las salidas B y A permanecen en lgica 0, y el flip-flop D pasa de lgica 1 a lgica 0. Con el prximo pulso de desplazamiento, el flip-flop B pasar a lgica 1 y todos los otros sern lgica 0, etc. A medida que se aplican sucesivos pulsos "shift", el nico 1 que se aplic en la entrada se mueve a lo largo de todo el registro, hasta que eventualmente "sale por la otra punta". Como otro ejemplo de la manera como trabaja un shift register, consideremos el caso en el cual deben ser registrados 4 bits de datos en serie. Los datos son presentados secuencialmente a la entrada del registro, la lnea de desplazamiento es puesta 4 veces en lgico 1 (nivel alto) - "clocked cuatro veces" - , y los datos son almacenados en el shift register. El primer bit es guardado en el flip-flop A, y el ltimo en el flip-flop D. En la prctica, comercialmente se consiguen circuitos integrados IC con registros muy completos. En un slo encapsulado es posible encontrar shift registers que pueden aceptar y dar salida de datos en forma de series de bits o de words en paralelo, as como tambin presentar la facilidad de mover los datos hacia la derecha(RIGHT) o hacia la izquierda (LEFT). Las varias operaciones de un shift register universal son seleccionadas aplicando lgicos 1's y 0's a una disposicin de entradas de control. Los microprocesadores y computadores incorporan como mnimo un shift register para ejecutar algunas de las manipulaciones de datos requeridas para MULTIPLICAR Y DIVIDIR nmeros binarios, recibir informacin de otras fuentes, guardar temporalmente esta informacin sin alteracin o prdida, y despachar luego estos datos a otros circuitos, cuando as lo requiera el proceso. 4.5. Memorias ROM, RAM y EPROM. Memoria Su definicin es: almacenes internos en el ordenador. El trmino memoria identifica el almacenaje de datos que viene en forma chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para la memoria que existe en las cintas o los discos. Por otra parte, el trmino memoria se utiliza generalmente como taquigrafa para la memoria fsica, que refiere a los chips reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos ordenadores tambin utilizan la memoria virtual, que ampla memoria fsica sobre un disco duro. Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria fsica, referida generalmente como memoria principal o RAM. Se puede pensar en memoria principal como arreglo de celdas de memoria, cada una de los cuales puede llevar a cabo un solo byte de informacin. Un ordenador que tiene 1 megabyte de la memoria, por lo tanto, puede llevar a cabo cerca de 1 milln de bytes (o caracteres) de la informacin. La memoria funciona de manera similar a un juego de cubculos divididos usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de datos se asigna una direccin. Cada direccin corresponde a un cubculo (ubicacin) en la memoria. Para guardar informacin en la memoria, el procesador primero enva la direccin para los datos. El controlador de memoria encuentra el cubculo adecuado y luego el procesador enva los datos a escribir.

Para leer la memoria, el procesador enva la direccin para los datos requeridos. De inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de informacin contenidos en el cubculo adecuado y los enva al bus de datos del procesador. Hay varios tipos de memoria: RAM (memoria de acceso aleatorio): ste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por s misma, el trmino RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto est en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos ledos. La mayora de la RAM es voltil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden. ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequea de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir. PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo ms. Como las ROM, los PROMS son permanentes. EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponindolo a la luz ultravioleta. EEPROM (elctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponindolo a una carga elctrica. MEMORIA RAM Memoria de la computadora, denominada Memoria de Acceso Aleatorio, es un rea de almacenamiento a corto plazo para cualquier tipo de dato que la computadora est usando. RAM a menudo se confunde con el almacenamiento. Para una aclaracin, comparemos la computadora con una oficina. El gabinete de archivos representa el almacenamiento (unidad de disco duro) y el escritorio representa la RAM. Los archivos a usar se recuperan del almacenamiento. Mientras los archivos estn en uso se guardan en la RAM, un rea de trabajo de fcil acceso. Cuando los archivos dejan de usarse se regresan al sector de almacenamiento o se eliminan. RAM, son las siglas para la memoria de acceso al azar, un tipo de memoria de computadora que se puede alcanzar aleatoriamente; es decir, cualquier byte de memoria puede ser alcanzado sin el tocar los bytes precedentes. La RAM es el tipo ms comn de memoria encontrado en ordenadores y otros dispositivos, tales como impresoras. Hay dos tipos bsicos de RAM:

RAM esttica (SRAM) RAM dinmica (DRAM)

Estos 2 tipos difieren en la tecnologa que utilizan para almacenar datos, RAM dinmica que es el tipo ms comn. La RAM dinmica necesita ser restaurada millares de veces por segundo. La RAM esttica no necesita ser restaurada, lo que la hace ms rpida; pero es tambin ms costosa que la DRAM.

Ambos tipos de RAM son voltiles, significando que pierden su contenido cuando se interrumpe el suministro de poder. En uso comn, el trmino RAM es sinnimo de memoria principal, la memoria disponible para los programas. Por ejemplo, un ordenador con la RAM de los 8M tiene aproximadamente 8 millones de bytes de memoria que los programas puedan utilizar. En contraste, la ROM (memoria inalterable) se refiere a la memoria especial usada para salvar los programas que inician el ordenador y realizan diagnstico. La mayora de los ordenadores personales tienen una cantidad pequea de ROM (algunos tantos miles de bytes). De hecho, ambos tipos de memoria (ROM y RAM) permiten el acceso al azar. Para ser exacto, por lo tanto, RAM se debe referir como RAM de lectura/escritura y ROM como RAM inalterable. RAM DINMICA Un tipo de memoria fsica usado en la mayora de los ordenadores personales. El trmino dinmico indica que la memoria debe ser restaurado constantemente (reenergizada) o perder su contenido. La RAM (memoria de acceso aleatorio) se refiere a veces como DRAM para distinguirla de la RAM esttica (SRAM). La RAM esttica es ms rpida y menos voltil que la RAM dinmica, pero requiere ms potencia y es ms costosa. RAM ESTTICA Abreviatura para la memoria de acceso al azar esttica. SRAM es un tipo de memoria que es ms rpida y ms confiable que la DRAM ms comn (RAM dinmica). El trmino se deriva del hecho de que no necesitan ser restaurados como RAM dinmica. Mientras que DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de 60 nanosegundos, SRAM puede dar los tiempos de acceso de hasta slo 10 nanosegundos. Adems, su duracin de ciclo es mucho ms corta que la de la DRAM porque no necesita detenerse brevemente entre los accesos. Desafortunadamente, es tambin mucho ms costoso producir que DRAM. Debido a su alto costo, SRAM se utiliza a menudo solamente como memoria cach. MEMORIA ROM ROM, siglas para la memoria inalterable, memoria de computadora en la cual se han grabado de antemano los datos. Una vez que los datos se hayan escrito sobre un chip ROM, no pueden ser quitados y pueden ser ledos solamente. Distinto de la memoria principal (RAM), la ROM conserva su contenido incluso cuando el ordenador se apaga. ROM se refiere como siendo permanente, mientras que la RAM es voltil. La mayora de los ordenadores personales contienen una cantidad pequea de ROM que salve programas crticos tales como el programa que inicia el ordenador. Adems, las ROM se utilizan extensivamente en calculadoras y dispositivos perifricos tales como impresoras lser, cuyas fuentes se salvan a menudo en las ROM. Una variacin de una ROM es un PROM (memoria inalterable programable). PROM son manufacturados como chips en blanco en los cuales los datos pueden ser escritos con dispositivo llamado programador de PROM.

MTODOS DE DIRECCIONAMIENTO Hemos visto que generalmente (aunque no necesariamente) una instruccin consta de una parte de operacin y una de direccin. La parte de direccin puede contener la direccin de un operando utilizado en la ejecucin de la instruccin. En otras ocasiones la parte direccin de la instruccin puede no contener la direccin donde se encuentra el operando, sino la direccin donde se encuentra la direccin del operando. En el primer caso la direccin se describe como la direccin directa; en el segundo caso es una operacin indirecta. En las computadoras, minicomputadoras y microcomputadoras se emplea una amplia gama de modos de direccionamiento de los que consideraremos algunos en esta seccin. DIRECTO. En el direccionamiento directo, como ya sealamos, la instruccin contiene la direccin de la posicin de memoria donde se encuentra el operando. INDIRECTO. En el direccionamiento indirecto, sealamos de nuevo, la direccin contiene no la direccin donde se encuentra el operando, sino la direccin donde se encuentra la direccin del operando. RELATIVO. En el direccionamiento relativo la parte direccin de la instruccin contiene el nmero N. En memoria la direccin del operando se encuentra sumando el numero N al nmero del contador del programa. INDEXADO. En el direccionamiento indexado como en el relativo, la parte direccin de la instruccin contiene un numero N que puede ser positivo o negativo. Sin embargo para utilizar el direccionamiento indexado, el computador debe estar equipado con un registro especial empleado para permitir direccionamiento indexado, y denominado naturalmente registro ndice. La posicin de memoria donde se localiza el operando se encuentra mediante la suma I + N. REGISTRO INDIRECTO. Algunos computadores que incorporan la facultad del direccionamiento de registro indirecto tienen un registro especial, a menudo llamado registro (P). Este registro contiene la direccin de memoria del operando. Una instruccin que invoque realmente direccionamiento de registro indirecto no tiene bits significativos en su parte direccin. En lugar de ello, la instruccin completa se incluye en los bits asignados a la parte de operacin de la instruccin. Una instruccin tpica que use un registro de direccionamiento indirecto debera especificar "cargar" el acumulador con el operando localizado en la direccin de memoria dada en el registro (p). INMEDIATO. EN el direccionamiento inmediato, la parte de direccin de la instruccin contiene no la direccin del operando sino el mismo operando. INHERENTE. Ordinariamente una direccin que es parte de una instruccin se refiere a una posicin de memoria. Cuando una instruccin indica una fuente o un destino de datos y no se direcciona especficamente, ya no se hace referencia a la posicin de memoria, se dice que la instruccin tiene una direccin inherente. 4.6. CONVERTIDOR A/D Y D/A. Recuerden que este tema es de investigacin y que esta incluido en los criterios de evaluacin de la unidad (Investigacin con reporte completo). PRACTICAS DE LA UNIDAD: