1. Diferencias entre Arquitecturas Cableadas y Microprocesador
Las arquitecturas cableadas y las basadas en microprocesador presentan diferencias clave:
Complejidad Funcional
Los sistemas cableados son más rápidos y eficientes para tareas específicas, pero menos flexibles que los sistemas basados en microprocesador, que ofrecen mayor versatilidad a expensas de una mayor complejidad.
Velocidad y Eficiencia
Las arquitecturas cableadas suelen ser más rápidas y eficientes para tareas dedicadas, mientras que los microprocesadores ofrecen mayor flexibilidad y capacidad de procesamiento general.
Versatilidad Hardware
Los sistemas basados en microprocesador permiten una mayor versatilidad de hardware, ya que el software define la funcionalidad.
Economía
Los sistemas basados en microprocesador suelen ser más económicos que los sistemas cableados, especialmente para diseños complejos.
2. Nivel Lógico
Un nivel lógico representa información binaria utilizando dos intervalos de tensión: bajo (VL) y alto (VH).
3. Nodo Lógico
Un nodo lógico es un punto en un circuito digital donde se puede determinar el valor de un nivel lógico. Sirve como punto de conexión entre entradas y salidas.
4. Célula Lógica
Una célula lógica es un circuito electrónico que realiza una operación lógica específica.
5. Características de una Célula Estándar
Las células estándar realizan funciones lógicas específicas, como AND, OR, NOT y NAND, determinadas por su estructura de circuito.
6. Características de una Célula Configurable
Las células configurables permiten al diseñador configurar su función lógica, ofreciendo mayor flexibilidad.
7. Circuito Integrado
Un circuito integrado contiene todos sus componentes electrónicos en uno o varios sustratos semiconductores con un encapsulado común.
8. Modelos de un Circuito Digital
Los circuitos digitales se describen mediante tres modelos:
Lógicos
Definen la función lógica, la interfaz de entrada y salida.
Eléctricos
Describen los requisitos eléctricos para el correcto funcionamiento.
Dinámicos
Describen parámetros de consumo y retardo.
9. Tensiones de Entrada y Niveles Lógicos
VIHmin es la tensión mínima para un nivel alto, y VILmax es la tensión máxima para un nivel bajo.
10. Modelo Lógico de un Chip
El modelo lógico define la función e interfaz del chip:
Función
Se describe mediante tablas, cronogramas, texto o arquitectura interna.
Interfaz
Se describe mediante el patillaje (pinout).
11. Modelo Eléctrico
El modelo eléctrico incluye características como:
- Tensión de alimentación
- Tensiones entrada/salida
- Corrientes entrada/salida
- Capacidad de entrada
13. Tensión de Salida vs. Corriente de Salida
La tensión de salida se acerca a los valores óptimos con baja corriente. A medida que la corriente aumenta, la tensión cambia, deteriorando la calidad del nivel lógico.
14. Compatibilidad entre Niveles Lógicos
Para la compatibilidad, VOHmin (salida alta) > VIHmin (entrada alta) y VOLmax (salida baja) < VILmax (entrada baja).
15. Problemas de Cableado con Baja Impedancia
El cableado de salidas con baja impedancia puede llevar a niveles lógicos indeterminados cuando las salidas establecen niveles diferentes.
16. Tiempo de Propagación o Retardo
Es el tiempo que tarda una salida en conmutar tras un cambio en la entrada.
17. Estructura de un Chip Configurable
Un chip configurable incluye:
- Lógica configurable
- Red de interconexión configurable
- Células de entrada-salida configurables
18. Tipos de Células Lógicas Configurables
Existen varios tipos de células lógicas configurables:
- PAL (Programmable Array Logic)
- LUT (Look Up Table)
- Generadores de funciones
19. Clases de Chips Configurables
Las clases de chips configurables incluyen:
- PLD (Programmable Logic Device) sencillos
- PLD complejos
- FPGA (Field Programmable Gate Array)