Multiplexores

Multiplexar es pasar información de “muchos” canales o líneas a “pocos” canales o líneas.

Un MULTIPLEXOR (MUX) es un circuito combi nacional que selecciona una entrada y la transfiere a la salida. La selección de la entrada, o dato, se realiza según un conjunto de valores de las variables de control. 

Poseen por tanto, n entradas de selección, para 2n entrada de datos, proporcionando dos salidas: una para el dato directo y otra para el dato negado.

A los Mux se les suele llamar también selectores de datos. Así este sería un selector de datos 1-de- 4 (ya que selecciona un dato de cuatro disponibles). 

El diagrama lógico sobre estas líneas corresponde a la configuración interior del dispositivo arriba descrito, lo que nos puede dar una idea de la diferencia entre los circuitos SSI y los MSI.

Un multiplexor muy usado es el 74157 (El 74158 es una versión del primero  con las salidas activas a nivel bajo). Se trata de un circuito con cuádruple  multiplexor de dos a una línea:

Decodificadores

Un decodificador es un circuito lógico combinatorio que mediante un código binario de entrada de n bits genera 2n líneas de salida, que se activa una a la vez dependiendo de la combinación de entrada, la configuración en general de un Decodificado.

Decodifacador 3x8 lineas

APLICACIONES DEL DECODIFICADOR

Generación de Funciones Lógicas

Como se pude ver cada una de las salidas “Ds” representa uno de los términos mínimos de las tres variables entradas, por ello los decodificadores se pueden usar para implementar cualquier función lógica. Por ejemplo, implementar la función K de la siguiente tabla de verdad mediante un decodificador y compuertas.

Decodificador de BCD a Siete Segmentos.

Para visualizar caracteres decimales (de 0 a 9) y algunas letras, en circuitos electrónicos se usan visualizadores de siete segmentos.  La configuración de los siete segmentos están hechos mediante diodos emisores de luz (led’s) que se configuran en una matriz.

Los visualizadores o display los hay de  dos tipos: ando común y cátodo común, para operarlos se usan los decodificadores/ manejadores de BCD a 7 segmentos (circuitos integrados 74XX47 y 74XX48 respectivamente), que toman en su entrada 4 bits en código BCD y en sus salidas proporcionan los voltajes y corrientes para activar los segmentos del display.

Codificadores

Son los dispositivos media escala de integración (MSI) que realizan la operación inversa a la realizada por los decodificadores. Generalmente, poseen 2n entradas y n salidas.

Cuando solo una de las entradas está activa para cada combinación de salida, se le denomina codificador completo. 

Codificador de 3 a 8 lineas

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.

Diagrama lógico de un codificador completo de Decimal a BCD natural

Flip-Flops

El "Flip-flop" es el nombre común que se la a los dispositivos de dos estados, que sirven como memoria básica para las operaciones lógicas secuencial. Los Flip-flops son amplia mente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan normalmente en unidades llamadas " registros", para el almacenamiento de datos numéricos binarios.

Compuertas

En electrónica digital, Un contador (en inglés, counter) es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas capaz de realizar el cómputo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia. Habitualmente, el cómputo se realiza en un código binario, que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural (contador de décadas).

•  Según la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de contadores síncronos (todos los biestables conmutan a la vez, con una señal de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los biestables conmutan uno tras otro).
• Según el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes y UP-DOWN (ascendentes o descendentes según la señal de control).
•  Según la cantidad de números que pueden contar, se puede hablar de contadores binarios de n bits (cuentan todos los números posibles de n bits, desde 0 hasta 2^n-1), contadores BCD (cuentan del 0 al 9) y contadores Módulo N (cuentan desde el 0 hasta el N-cuarto.

     El número máximo de estados por los que pasa un contador se denomina módulo del contador. Este número viene determinado por la expresión 2^n donde n indica el número de bits del contador. Ejemplo, un contador de módulo 4 pasa por 4 estados, y contaría del 0 al 3. Si necesitamos un contador con un módulo distinto de 2^n, lo que haremos es añadir un circuito combinacional  Un contador modulo k es un circuito digital capaz de contar k sucesos distintos. Estos dispositivos no son otra cosa que circuitos secuenciales cuyos cambios de estado se producen evidentemente a ritmo de su señal de reloj, y en el que cada estado “memoriza” un valor de cuenta. Por tanto un contador de modulo k tiene k estados de cuentas distintos, desde el 0, hasta el k-1. Estos dispositivos podrán incrementarse o no en función de los valores lógicos que tomen ciertas señales de control.

  

    

   

  Contador Síncrono                                                                                                                                             

     Un contador tiene que estar formado internamente por biestables, cada uno de los cuales dispone de su entrada reloj. Un contador síncrono es un circuito cuyos biestables internos son disparados por flanco y todos reciben la misma señal de reloj. Un contador síncrono, pues, cumple con las condiciones de una maquina secuencial síncrona.

   

     Contador Asíncrono                                                                                                                                                                                                          

      En los contadores asíncronos la señal de reloj no se aplica simultáneamente a todas las entradas de reloj de los biestables de los que está compuesto, sino que algunas de las salidas Q de unos biestables sirven para actuar sobre la señal de reloj de otros biestables. Esto hace que sean circuitos más sencillos que los síncronos a costa de la velocidad y de que pueden presentar fenómenos aleatorios. 

Procesadores Cuanticos

Desde principio de los años 80's  que se estudia teóricamente la aplicación de la física cuántica a la informática. Las propiedades de la materia  a nivel atómico y sub atómico permiten la creación de procesadores que funcionan de una manera distinta a los actuales. Utilizan los diferentes estados cuánticos de una partícula para efectuar operaciones logicas.

 

Los procesadores actuales utilizan como unidad lógica el bit (binary digit). Los diferentes estados cuánticos se representan utilizando una unidad mínima de información ligeramente diferente, llamada quibit ( quantum binary digit). Los bits actuales solo pueden tener dos estados posibles 0 o 1. El numero de posibles combinaciones de 8 bits es de 256 (2 elevado a la 8) combinaciones distintas.  Los qubits entre otras permiten la simultaneidad de varios estados diferentes, con 16 qubits se pueden obtener 256 combinaciones distintas a las vez.

Es una forma radicalmente nueva de procesar la información, posibilitada por propiedades exclusivas de la mecánica cuántica tales como la superposición de estados (que origina el denominado paralelismo cuántico) y la existencia de correlaciones sin análogo clásico (entrelazamiento y correlaciones cuánticas).

FIRWARE

Se  conoce como Firmware al conjunto de instrucciones de un programa que se encuentra registrado en una memoria ROM o similar. Estas instrucciones fijan la lógica primaria que ejerce el control de los circuitos en alguna clase de artefacto .

Este termino parece tener su origen en la década de los años 60, podemos decir que este termino se expuso por primera vez fue en el año 1967 en un articulo que Rudy Melendez publico en la revista Datamotion.

El firmware, cuyo nombre hacer referencia a la programación en firme, forma parte del hardware ya que se encuentra integrado a la electrónica, pero también es considerado como parte del software al estar desarrollado  bajo algún lenguaje de programación.

¿Que efectos tiene actualizar el Firmware?

Muchos y muy buenos. Un firmware actualiza un dispositivo y en algunos casos 

amplía sus características. Normalmente, los fabricantes realizan los 

firmwares de sus productos para corregir errores graves y leves, pero en 

ciertas ocasiones mejoran o añaden funciones.