Circuitos Combinacionales y secuenciales

Sistamas Combinacionales

 

Los sistemas combinacionales están formados por un conjunto de compuertas interconectadas  cuya salida, en un momento dado, esta únicamente en función de la entrada, en ese mismo instante. Por esto se dice que los sistemas combi nacionales no cuentan con memoria.

En cambio los sistemas secuenciales, son capaces de tener salidas no solo en función a través de sus estados internos. Esto se debe a que los sistemas secuenciales  tienen memoria y son capaces de almacenar información a través de sus estados internos.

 Un sistema combi nacional puede tener  n entradas  y salidas  m. 

Un sistema secuencial puede ser visto como una caja negra, en cuyo interior  hay compuertas lógicas, que presentan una ecuación  de conmutación

CIRCUITOS CONBINACIONALES: las salidas dependen   únicamente de las entradas.

CIRCUITOS SECUENCIALES: las salidas dependen de las entradas y del tiempo

Un circuito combi nacional es un sistema que contiene operaciones booleanas básicas (AND, OR, NOT), algunas entradas y un juego de salidas, como cada salida corresponde a una función lógica individual, un circuito combi nacional a menudo implementa varias funciones booleanas diferentes, es muy importante recordar éste hecho, cada salida representa una función booleana diferente.

Un ejemplo común de un circuito combi nacional es el decodificador de siete segmentos, se trata de un circuito que acepta cuatro entradas y determina cuál de los siete segmentos se deben iluminar para representar la respectiva entrada, de acuerdo con lo dicho en el párrafo anterior, se deben implementar siete funciones de salida diferentes, una para cada segmento.

 Las cuatro entradas para cada una de éstas funciones booleanas son los cuatro bits de un número binario en el rango de 0 a 9. Sea Del bit de alto orden de éste número y A el bit de bajo orden, cada función lógica debe producir un uno (para el segmento encendido) para una entrada dada si tal segmento en particular debe ser iluminado, por ejemplo, el segmento e debe iluminarse para los valores 0000, 0010, 0110 y 1000.

En la siguiente tabla se puede ver qué segmentos deben iluminarse de acuerdo al valor de entrada, tenga en cuenta que sólo se están representando valores en el rango de 0 a 9, los decodificadores para las pantallas de siete segmentos comerciales tienen capacidad para desplegar valores adicionales que corresponden a las letras A la F para representaciones hexadecimales, sin embargo la mecánica para iluminar los respectivos segmentos es similar a la aquí representada para los valores numéricos.

Los circuitos combi nacionales son la base de muchos componentes en un sistema de cómputo básico, se puede construir circuitos para sumar, restar, comparar, multiplicar, dividir y muchas otras aplicaciones más.

                                                 Circuitos Secuenciales

Un problema con la lógica secuencial es su falta de "memoria". En teoría, todas las funciones de salida en un circuito combi nacional dependen del estado actual de los valores de entrada, cualquier cambio en los valores de entrada se refleja (después de un intervalo de tiempo llamado retardo de propagación) en las salidas. Desafortunadamente las computadoras requieren de la habilidad para "recordar" el resultado de cálculos pasados. 

Éste es el dominio de la lógica secuencial. Una celda de memoria es un circuito electrónico que recuerda un valor de entrada después que dicho valor ha desaparecido. La unidad de memoria más básica es el flip-flop Set/Reset. Aunque recordar un bit sencillo es importante, la mayoría de los sistemas de cómputo requieren recordar un grupo de bits, ésto se

Logra combinando varios flip-flop en paralelo, una conexión de éste tipo recibe el nombre de registro. A partir de aquí es posible implementar diferentes circuitos como registros de corrimiento y contadores, éstos últimos también los conocemos como circuitos de reloj. Con los elementos mencionados es posible construir un microprocesador completo.

La diferencia principal entre un circuito combinacional y un circuito secuencial es que en el segundo caso hay una realimentación de una señal de salida hacia la entrada. Ver el gráfico

Se puede ver que la salida de la compuerta OR es realimentada y se utiliza como entrada de la compuerta AND inferior.

Esto significa que la salida (F) de este circuito digital dependerá de las entradas (A y B), pero también dependerá de la salida F (la salida que se realimenta) que se haya dado, un instante antes.

En otras palabras, la salida F depende de las entradas A y B y del valor que tenía esta salida, previamente.

La tabla de verdad general sería como la que sigue, en donde, las entradas son: A, B y la salida F actual, y la salida es: Salida F futura. (ver la siguiente tabla de verdad)