Códigos

Un código es un conjunto de unidades de información relacionadas de forma sistemática y biunívoca con otro conjunto de signos y símbolos según unas determinadas reglas de traducción fijadas de antemano. Los códigos que se utilizan en los sistemas digitales son binarios. La información que se puede codificar no se limita exclusivamente a cantidades numéricas, sino que se extiende a signos operativos, letras, instrucciones, etc.

Los códigos más comunes son:

  1. Binario natural: Consiste en representar cualquier número decimal mediante la combinación binaria.
  2. BCD: Es la más utilizada para representar información numérica. La diferencia entre los códigos de esta familia, Natural, Exceso tres y Aiken, reside en las 10 de las 16 combinaciones distintas que emplea cada uno de ellos. Entonces, el BCD natural utiliza las 10 primeras en orden creciente. El BCD exceso tres no utiliza las 3 primeras ni las 3 últimas y el Aiken emplea las 5 primeras y las 5 últimas.
  3. Códigos progresivos: Se caracterizan porque una combinación difiere de la anterior y de la siguiente exclusivamente en un solo bit. Se emplean en procesos industriales para transformar magnitudes analógicas en digitales y los más utilizados en este grupo son los Gray.
  4. Códigos detectores y correctores de error: Son los más complejos ya que detectan, y en algunos casos corrigen, el error de la información cuando esta es transmitida en una red. El código detector más común es el de paridad y el código corrector más utilizado es Hamming.
  5. Códigos alfanuméricos: Estos códigos se emplean para representar información de letras, números y signos especiales. El más utilizado es el sistema de códigos ASCII.

Codificador

Un codificador es un circuito combinacional formado por 2n entradas y n salidas cuya función es tal que cuando una sola entrada adopta un determinado valor lógico, las salidas representan en binario el número de orden de la entrada que adopte el valor activo.

Lógicas

La función lógica que realiza una puerta integrada depende de que se trabaje con lógica positiva o con lógica negativa. La lógica positiva es aquella en la cual el nivel de tensión para el estado lógico uno es mayor que para el estado cero. Por el contrario, en lógica negativa el nivel de tensión correspondiente al estado uno es menor que el del estado cero.

Codificación y Decodificación

Las señales están formadas por dos niveles de tensión (nivel alto y nivel bajo) que se corresponden con los estados posibles de los elementos electrónicos que forman las puertas y demás bloques integrados. Cualquier información que se desee tratar mediante sistemas digitales deberá ser traducida. La forma de hacerlo es convertir cualquier número, signo, en un conjunto de señales eléctricas y digitales, que será diferente en cada caso. Cada uno de los datos estará constituido por una serie de “1” y “0” que indicarán niveles altos o bajos de tensión, respectivamente.

Familias Lógicas

Las familias lógicas CMOS y TTL son utilizadas en la fabricación de los circuitos digitales. Son muchas, pero trataremos las dos más importantes, la TTL y la CMOS.

Los principales parámetros se indican en las hojas de características y son especificados para toda la familia, estos son:

  • Tensión de alimentación y tolerancia.
  • Temperatura máxima de trabajo.
  • “Fan-Out” consiste en el número máximo de entradas de otras compuertas que se pueden conectar a una salida.
  • Niveles de entradas y Salidas. Se indican los valores de V de estados lógicos 1 y 0 estos se dividen en: V1h es la V de entrada a nivel alto-V1L es la V de entrada a nivel bajo-V0H  Tensión de salida a nivel alto-V0L Tensión de salida a nivel bajo
  • Margen de Ruido en los estados lógicos 1 y 0 indica las variaciones máximas que pueden producirse en la entrada sin que varíe la salida.
  • Tiempo de propagación medio es el retraso, es decir, el tiempo que transcurre desde que se produce el cambio lógico en la entrada hasta que se ve en la salida.
  • Disipación de potencia.

Las características ideales de una familia lógica integrada serían las siguientes:

  • Gran capacidad de integración.
  • Alta velocidad de conmutación.
  • Mínimo Consumo
  • Máxima inmunidad al ruido y a las variaciones de Tº.
  • Compatibilidad con otras familias lógicas.
  • Bajo Costo.

Características familias CMOS:

  • Tensión de alimentación variable entre 3 y 18 V.
  • Rango de temperatura comprendido entre -40°C y 85 *C.
  • Fan-out generalmente superior a 50.
  • Niveles de tensión
  • Gran inmunidad al ruido.
  • Los tiempos de propagación varían inversamente a la tensión de alimentación.
  • La potencia disipada por puerta es de 10 nW… La familia CMOS básica aparece en los catálogos como serie 4000, y en ella se incluyen, además de puertas lógicas, otros dispositivos de mayor complejidad, tales como contadores, registros, memorias, microprocesadores, etc.  Las escalas de integración en estos casos son la MSI, la LSI y la VLSI.