Memorias ROM y circuitos secuenciales: estructura, estados y biestables

Resumen

El texto explica la estructura interna de las memorias ROM, formadas por puertas AND y OR, y distingue entre circuitos combinacionales y secuenciales. Describe cómo los circuitos secuenciales almacenan estados mediante biestables y cómo funcionan los biestables síncronos según el nivel o el flanco de la señal de reloj.

Puntos clave

Una ROM es un modelo combinacional con un decodificador de x entradas de direcciones y e salidas de datos.
En una ROM, las puertas AND vienen programadas de fábrica y las puertas OR pueden ser programadas por el usuario.
En un circuito secuencial, las salidas dependen de las entradas actuales y de la historia pasada de las entradas.
Los estados presente y próximo indican, respectivamente, la situación actual del sistema y la siguiente tras la operación del bloque combinacional.
Los biestables son las unidades de memoria que almacenan indefinidamente uno de dos estados estables.
Un biestable síncrono puede activarse por nivel (cuando el reloj está a 1 o 0) o por flanco (en la subida de 0 a 1 o en la bajada de 1 a 0).

Ponte a prueba

Memorias ROM y su Estructura Interna

ROM: Es un modelo combinacional compuesto por un decodificador de x entradas de direcciones e y salidas de datos, además de una señal de activación o información. Es una memoria programable que se compone internamente de grupos de puertas AND y OR. Las puertas AND están programadas de antemano y conectadas de forma permanente, mientras que las puertas OR pueden ser programadas por el usuario.

Circuitos Secuenciales y Gestión de Estados

Circuitos Secuenciales: Son circuitos en los que las salidas en un instante de tiempo determinado dependen de la entrada en ese momento y de la historia pasada de las entradas. Son circuitos que recuerdan o tienen memoria de las situaciones de interés por las que ha pasado el sistema; esas situaciones se denominan estados. El número máximo de informaciones almacenadas se llaman señales de estado.

Estas señales pueden tener dos versiones:

De estado presente: Indican el estado en el que se encuentra el sistema para realizar la operación.
De estado próximo: Indican el estado al que llegará después de que el circuito combinacional haya realizado la operación.

Estas variables internas son señales lógicas que guardan la información de las entradas anteriores. Para almacenar el valor de dichas variables es necesario un conjunto de células o unidades de memoria que se denominan biestables, debido a su capacidad de almacenar indefinidamente, y en ausencia de estímulos exteriores, uno de dos estados estables que pueden representar el valor de una variable interna.

Circuitos Combinacionales y Sincronismo

Circuitos Combinacionales: El bloque combinacional se encarga de leer las variables de entrada y de estado para generar las funciones booleanas. La memoria recuerda la evolución del sistema y configura el estado posterior, mientras que el reloj emite pulsos para generar el nuevo estado.

Biestables Síncronos

Los biestables síncronos funcionan sincronizados con la señal de reloj y son los más usados en la práctica porque resultan los más sencillos de diseñar. La señal de reloj puede activarse de dos maneras:

Por nivel: El dispositivo podrá cambiar de estado cuando la señal de reloj está a un determinado nivel de tensión (Alto = 1 y Bajo = 0).
Por flanco: El pulso de reloj se dispara solo durante una transición de la señal de reloj entre 0 a 1 (subida) o de 1 a 0 (bajada).

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre un circuito combinacional y uno secuencial?

Un circuito combinacional genera sus salidas solo a partir de las entradas en ese momento. Un circuito secuencial tiene memoria: sus salidas dependen también de la historia pasada de las entradas, guardada en forma de estados.

¿Qué es un biestable?

Es una unidad de memoria que puede almacenar indefinidamente, en ausencia de estímulos exteriores, uno de dos estados estables que representan el valor de una variable interna.

¿Cuál es la diferencia entre activación por nivel y por flanco?

Por nivel, el dispositivo puede cambiar de estado mientras la señal de reloj está a un determinado nivel de tensión. Por flanco, solo cambia durante la transición de la señal de reloj de 0 a 1 o de 1 a 0.