Circuitos Combinacionales

Un circuito combinacional es aquel en el cual las salidas dependen exclusivamente del valor de las entradas actuales, es decir, para valores iguales de entrada, las salidas deben ser siempre las mismas.

Los circuitos combinacionales más utilizados en la arquitectura de computadores son:

Codificadores:

Estos circuitos se encargan de traducir las entradas en sistema decimal al sistema Binario.

Decodificadores:

Los decodificadores realizan la función contraria a la de los codificadores: al introducirse los dígitos correspondientes a un número binario, activan en su salida el correspondiente dígito decimal.

Multiplexores:

Un multiplexor es un dispositivo utilizado en la transmisión de información, cuya función es lograr utilizar un solo canal para conducir las señales provenientes de varias fuentes. 

Existen fundamentalmente dos técnicas para el diseño de los multiplexores: 

• Multiplexores por división de frecuencia -FDM-.
• Multiplexores por división de tiempo -TDM-.

Los multiplexores por división de frecuencia dividen el ancho de banda asignado al canal de trasmisión en rangos menores de frecuencia, a través de cada uno de los cuales se transmite la información proveniente de una sola fuente. Presenta la ventaja de que pueden hacerse todas las transmisiones simultáneamente, pero está limitado por la capacidad que permita el ancho de banda.

Los multiplexores por división de tiempo asignan lapsos de tiempo pequeños a cada canal. Se cuenta con un dispositivo de barrido, el cual recorre cada uno de los emisores. De este tipo de multiplexores se tienen varias clases, según el tamaño del tiempo asignado a cada fuente.

• TDM por bits.
• TDM por bytes.
• TDM por bloques.

El TDM por bits transmite un bit por cada turno de canal, el TDM por bytes transmite un byte por cada turno de canal, y el TDM por bloques transmite un bloque de bytes por cada turno. Además, de acuerdo con la prioridad que se de a los canales, pueden ser:

• TDM igualitario.
• TDM ponderado.
• TDM estadístico.

El TDM igualitario asigna un tiempo igual de transmisión a cada emisor, el TDM ponderado pesa la importancia o necesidad de transmisión de cada fuente y de acuerdo con ello puede asignar varios lapsos a determinados canales, y el TDM estadístico al posicionarse en la salida de cada canal investiga si se tiene información pronta para ser transmitida. Si la hay la transmite de acuerdo con el lapso asignado; si no la hay, pasa a la salida del emisor siguiente.

La ventaja de los TDM es que no tienen número en cuanto al número de canales que pueden soportar, pero no pueden transmitir simultáneamente.

Demultiplexores:

Los demultiplexores realizan el trabajo inverso de los multiplexores: distribuyen la señal que llega por un único canal de transmisión entre los computadores receptores correspondientes.

Conversores de código:

Estos circuitos se utilizan para convertir información representada en un código determinado, a un código diferente. Generalmente se trata de un acople de un circuito decodificador del código fuente con un circuito codificador hacia el segundo código objeto.

Circuitos aritméticos:

Una de las principales funciones de un computador son las operaciones aritméticas y casi todas ellas están construidas con base en las sumas sencillas de unos y ceros.

La siguiente Tabla de la Verdad muestra la suma de dos bits y la figura 24-1 el circuito lógico que la realiza.

Este circuito se llama semisumador, ya que no serviría para sumar cantidades de varios dígitos, pues no tiene en cuenta el acarreo que produce la suma de los bits de la derecha. Para ello se necesita un sumador completo.

Tabla 24-1

Comparadores:

Son circuitos que indican si dos entradas son iguales o diferentes.

Desplazadores:

Son circuitos que corren los bits una posición hacia la izquierda o hacia la derecha, según lo pida una señal de entrada. 

Una aplicación sencilla de este circuito sería una multiplicación rápida por dos (desplazamiento de un bit a la izquierda), o una división rápida por dos (desplazamiento de un bit a la derecha.