ALGEBRA DE BOOLE:

INTRODUCCION:

Se denomina así en honor a George booler matemático inglés que fue el primero en definirla como parte de un sistema lógico a mediados del siglo XIX. Específicamente, el álgebra de Boole fue un intento de utilizar las tecnicas algebraicas para tratar expresiones de la lógica proposicional. En la actualidad, el álgebra de Boole se aplica de forma generalizada en el ámbito del diseño electrónico.Claude shannon fue el primero en aplicarla en el diseño de circuitos de conmutación eléctrica biestables, en 1938

EL ÁLGEBRA DE BOOLE:

Es una estructura algebraica que puede ser considerada desde distintos puntos de vista matemáticos:

OPERACIONES:

Hemos definido el conjunto A = {0,1} como el conjunto universal sobre el que se aplica el álgebra de Boole, sobre estos elementos se definen varias operaciones, veamos las mas fundamentales:

OPERACIÓN SUMA:

La operación suma (+) asigna a cada par de valores a, b de A un valor c de A:

a + b = c

Su equivalencia en lógica de interruptores es un circuito de dos interruptores en paralelo.

Operación product:

La operación producto (*) asigna a cada par de valores a, b de A un valor c de A:

a . b = c

Operación negación:

La operación negación presenta el opuesto del valor de a:

LEYES:

1. Ley de Idempotencia:


2. Ley de Asociatividad:


3. Ley de Conmutatividad:


4. Ley de Cancelativo

COMPUERTAS LOGICAS (TIPOS,FUNCIONES...)

COMPUERTAS LÓGICAS:

Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.
La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.

Compuerta AND:

Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1.El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*).Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.

Compuerta OR:

La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma. Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

CODIGOS BINARIOS Y FAMILIAS LOGICAS:

CODIGOS BINARIOS:

Un código binario es cualquier codigo formado por dos simbolos que pueden ser combinados para codificar la imformacion Por lo general, los dos símbolos empleados son el 0 y el 1. Sin embargo, podría usarse cualquier par de símbolos. A cada uno de los dígitos (dígitos binarios) que forman las combinaciones del código se les denominan bits .
La importancia de los códigos binarios se pone de manifiesto en su mayor exponente en imformatica y telecomunicaciones, donde son usados para codificar, tratar y transmitir la información. Además, al plantearse los problemas de la transmisión de la información, surgen nuevos códigos binarios que no sólo permiten codificar la información, sino también conocer si la transmisión de los datos se ha producido correctamente e incluso, en ocasiones, corregir posibles errores.

Familia lógica: en ingenieria imformatica, se puede referir a uno de dos conceptos relacionados; una familia lógica de dispositivos circuitos integrado digitales monolíticos, es un grupo de puertas lógicas(o compuertas) construidas usando uno de varios diseños diferentes, usualmente con niveles lógicos compatibles y características de fuente de poder dentro de una familia. Muchas familias lógicas fueron producidas como componentes individuales, cada uno conteniendo una o algunas funciones básicas relacionadas, las cuales se podrían ser utilizadas como “construcción de bloques” para crear sistemas o como por así llamarlo “pegamento” para interconectar circuitos integrados más complejos.
También puede referirse a un conjunto de técnicas usadas para la implementación de la lógica dentro de una larga escala de circuitos integrados tal como un procesador central, memoria, u otra función compleja; estas familias usan técnicas dinámicas registradas para minimizar el consumo de energía y el retraso.

Familia lógica:

en ingieneria imformatica , se puede referir a uno de dos conceptos relacionados; una familia lógica de dispositivos circuitos integrados digitales monolíticos, es un grupo de puertas logicas (o compuertas) construidas usando uno de varios diseños diferentes, usualmente con niveles lógicos compatibles y características de fuente de poder dentro de una familia. Muchas familias lógicas fueron producidas como componentes individuales, cada uno conteniendo una o algunas funciones básicas relacionadas, las cuales se podrían ser utilizadas como “construcción de bloques” para crear sistemas o como por así llamarlo “pegamento” para interconectar circuitos integrados más complejos.
También puede referirse a un conjunto de técnicas usadas para la implementación de la lógica dentro de una larga escala de circuitos integrados tal como un procesador central, memoria, u otra función compleja; estas familias usan técnicas dinámicas registradas para minimizar el consumo de energía y el retraso.

Tipos de Familias Lógicas:

(puertas logicas)

Dentro de las familias lógicas se encuentran:

DL (Lógica Diodo)
RTL (Lógica Resistencia-Transistor)
DTL (Lógica Diodo-Transistor)
ECL (Lógica de Acoplamiento de Emisor)
TTL (Lógica Transistor-Transistor)
MOS (Semiconductor Oxido Metal)
PMOS (MOS tipo-P)
NMOS (MOS tipo-N)
CMOS (MOS Complementario)
BiCMOS (CMOS Bipolar)
IIL ó I2L (Lógica Inyección Integrada)

CIRCUITOS INTEGRADOS:

INTRODUCCION:

En Abril de 1949, el ingeniero alemán Werner Jacobi (Siemens AG) completa la primera solicitud de patente para circuitos integrados como semiconductores amplicadores de dispositivos. Jacobi realizó una tipica aplicación industrial para su patente, la cual no fue reportada.
Mas tarde la integración de circuitos fue concebida por un científico de radares Geoffrey W.A. Dummer (1909-2002), trabajando para Royal Radar Establishment del Ministerio de Defensa Británico, y publicado en Washington, D.C. en Mayo 7, 1952. A Dummer no le fue posible construir los circuitos en 1956.
El primer Circuito integrado fue desarrollado en 1958 por el ingeniero jack kilby justo meses después de haber sido contratado por la firma texas instruments. Se trataba de un dispositivo de germanio que integraba seis transistores en una misma bases semiconductoras para formar un oscilador de rotación de fase.

CIRCUITOS INTEGRADOS:

Detalle de un circuito integrado construido para procesamiento fotográfico.
Un circuito integrado (CI) o chip, es una pastilla muy delgada en la que se encuentra una enorme cantidad (del orden de miles o millones) de dispositivos microelectrónicos interconectados, principalmente de diodos y transistores, además de componentes pasivos como resistencias o condesadores. Su área es de tamaño reducido, del orden de un cm² o inferior. Algunos de los circuitos integrados más avanzados son los microprosesadores, que son usados en múltiples artefactos, desde computadoras hasta electrodomésticos, pasando por los telefonos moviles. Otra familia importante de circuitos integrados la constituyen las memorias digitales.

TIPOS:

Existen tres tipos de circuitos integrados:

Circuitos monolíticos:

Están fabricados en un solo monocristal, habitualmente de silicio , pero también existen en germenio,arsenurio de galio, silicio-germanio, etc.

Circuitos híbridos de capa fina:

Son muy similares a los circuitos monolíticos, pero, además, contienen componentes difíciles de fabricar con tecnología monolítica. Muchos conversores A/D y conversores D/A se fabricaron en tecnología híbrida hasta que los progresos en la tecnologia permitieron fabricar resistencias precisas.

Circuitos híbridos de capa gruesa:

Se apartan bastante de los circuitos monolíticos. De hecho suelen contener circuitos monolíticos sin cápsula (dices) transistores,diodos, etc, sobre un sustrato dieléctrico, interconectados con pistas conductoras. Las resistencias se depositan por serigrafia y se ajustan haciéndoles cortes con laser.Todo ello se encapsula, tanto en cápsulas plásticas como metálicas, dependiendo de la disipación de potencia que necesiten. En muchos casos, la cápsula no está "moldeada", sino que simplemente consiste en una resina epoxi que protege el circuito. En el mercado se encuentran circuitos híbridos para módulos de RF, fuentes de alimentación, circuitos de encendido para automiviles, etc.

TIPOS DE CONVERSIONES

¿QUE ES ANÁLOGO?

Se refiere a las magnitudes o valores que varían con el tiempo en forma continua (distancia, temperatura, velocidad, voltaje, frecuencia, amplitud, etc.) y pueden representarse en forma de ondas. las computadoras emplean lo digital y, por lo tanto, si entra información analógica, se debe convertir; este es el caso de la conexión a Internet por Dial up, donde un módem convirtiendo la señal analógica (el sonido) en digital.

¿QUE ES DIGITAL?

Se dice que una señal, es digital cuando las magnitudes de la misma se representan mediantes valores discretos en lugar de variables continuas. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.

Conversión digital-analógica:

Digital-to-analog converter, DAC, D/A). En electrónica, dispositivo que convierte una entrada digital (generalmente binaria) a una señal analógica (generalmente voltaje o carga eléctrica). Los conversores digital-analógico son interfaces entre el mundo abstracto digital y la vida real analógica. La operación reversa es realizada por un conversor analógico-digital (ADC).
Este tipo de conversores se utiliza en reproductores de sonido de todo tipo, dado que actualmente las señales de audio son almacenadas en forma digital (por ejemplo, MP3 y CDs), y para ser escuchadas a través de los parlantes, los datos se deben convertir a una señal analógica. Los conversores digital-analógico también se pueden encontrar en reproductores de CD, reproductores de música digital, tarjetas de sonidos de PC, etc.

Conversión analógica-digital:

Una conversión analógica-digital (CAD)(ó ADC) consiste en la transcripción de señales analógicas en señales digitales, con el propósito de facilitar su procesamiento (codificacion,compresion, etc.) y hacer la señal resultante (la digital) más inmune al ruido y otras interferencias a las que son más sensibles las señales analógica.

ELECTRONICA DIGITAL:

La electrónica digital considera valores discretos de tensión, corriente o cualquier otra medida; esto es valores concretos determinados, mientras que la electrónica analógica considera y trabaja con valores continuos de estas variables; pudiendo tomar infinitos valores (teóricamente al menos).
Pongamos un ejemplo:
Disponemos de una medida real concreta; la longitud total de un coche, por ejemplo.
En un sistema digital esta medida podría ser de 4 metros o de 4 metros y 23 centímetros. Podremos darle la precisión que queramos pero siempre serán cantidades enteras
En un sistema analógico la medida seria la real; es decir 4,233648596... en teoría hasta que llegásemos a la mínima cantidad de materia existente (siempre que el sistema de medida sea lo suficientemente exacto)

ELECTRONICA ANALOGICAS:

Una señal analógica es aquella que funcion matematicamente continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo.Algunas magnitudes fisicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc. la magnitud también puede ser cualquier objeto medible como los beneficios o pérdidas de un negocio.