Fundamentos De Sistemas Digitales

INSTITUTO TECNOLOGICO DE MATAMOROS

ELECTRONICA DIGITAL

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS

EDUARDO OMAR SANCHEZ CASTRO

H. MATAMOROS, TAMAULIPAS 9 DE FEBRERO DE 2015

TEMAS

1.1 Fundamentos de los sistemas digitales

1.2 Señales análogas y digitales.

1.3 Relación entre los sistemas análogos y los sistemas

digitales.

Introducción

El término digital se deriva de la forma en que las computadoras realizan las operaciones contando dígitos. La cual a lo largo de los años, la tecnología digital ha progresado desde los circuitos de válvulas de vacío hasta los transistores discretos y los circuitos integrados, conteniendo algunos de ellos millones de transistores.

Definición.

Denominamos sistema digital a aquél que realiza operaciones mediante dígitos, los cuales usualmente se representan como números binarios. Las principales operaciones son: ingreso, procesamiento, transmisión, almacenamiento y despliegue de datos digitales.

Los sistemas análogos representan las variables en forma continua, en el tiempo; los digitales en forma discreta. Los sistemas simbólicos emplean letras o iconos como símbolos no numéricos.

Los sistemas análogos están siendo reemplazados por sistemas digitales, para esto las cantidades físicas en forma análoga, por ejemplo: sonidos, imágenes, voltajes, distancias, deben ser convertidas a representaciones digitales mediante técnicas de aproximación, empleando dispositivos de conversión análogo-digitales. Primero se toman muestras, luego se convierten las muestras en números.

Diseño clásico y actual.

El permanente cambio que tiene el estudio de sistemas digitales se debe principalmente a tres factores: la continua evolución de la tecnología digital que en menor tamaño coloca cada vez mayor número de componentes más rápidas; el desarrollo de herramientas de ayuda al diseño digital (CAD) que permiten enfrentar tareas extremadamente complejas; y las nuevas metodologías de desarrollo de software que facilitan el desarrollo de aplicaciones complejas con interfaces visuales, como las herramientas CAD y los lenguajes de descripción de hardware (HDL).

Las primeras metodologías de diseño digital, que podríamos denominar clásicas, permiten comprender los principios de funcionamiento de los sistemas digitales básicos, y pueden ser desarrolladas empleando papel y lápiz. Emplean los principios teóricos del álgebra de Boole y algoritmos de minimización. Sin embargo los algoritmos son de tipo no polinomial, y no pueden ser aplicados a situaciones de mediana complejidad (redes con más de 5 entradas), debido a su costo exponencial.

Sin embargo, al ser posible enfrentar diseños digitales más complejos, debido a la tecnología, debieron desarrollarse nuevas heurísticas para representar sistemas digitales, minimizarlos, y poder implementarlos en base a bloques lógicos determinados.

Conceptos básicos en sistemas digitales.

Comenzaremos nuestro estudio desarrollando un ejemplo, a través del cual se irán introduciendo diversos conceptos que se expondrán, con más detalle, más adelante.

Las variables E y S sólo pueden tomar los valores discretos: 0, 1, 2, 3. Es decir son variables discretas multivariadas.

La relación entre E y S podemos describirla mediante una función, empleando la tabla o mapeo, que se muestra en la Figura I.2.

También podemos describirla mediante la gráfica que se muestra en la Figura I.3. Puede notarse que la gráfica no es continua, sólo están definidos puntos en la cuadrícula o reticulado

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