CLASIFICACIÓN DE PRODUCTOS MICROELECTRÓNICOS

* Según el nivel de Integración (Se refiere a la cantidad de componentes que integran un circuito integrado).Pueden ser:

De pequeña escala de integración (SSI). Es la escala de integración mas pequeña de todas, y comprende a todos aquellos integrados compuestos por menos de 12 puertas

De mediana escala de integración (MSI). Esta escala comprende todos aquellos integrados cuyo número de puertas oscila ente 12 y 100 puertas. Es común en sumadores, multiplexores,... Estos integrados son los que se usaban en los primeros ordenadores aparecidos hacia 1970.

De larga escala de integración (LSI). A esta escala pertenecen todos aquellos integrados que contienen más de 100 puertas lógicas (lo cual conlleva unos 1000 componentes integrados individualmente), hasta las mil puertas. Estos integrados realizan una función completa, como es el caso de las operaciones esenciales de una calculadora o el almacenamiento de una gran cantidad de bits. La aparición de los circuitos integrados a gran escala, dio paso a la construcción del microprocesador . Los primeros funcionaban con 4 bits (1971) e integraban unos 2.300 transistores; rápidamente se pasó a los de 8 bits (1974) y se integraban hasta 8.000 transistores. Posteriormente aparecieron los microprocesadores de circuitos integrados VLSI.

De muy larga escala de integración (VLSI). De 1000 a 10000 puertas por circuito integrado, los cuales aparecen para consolidar la industria de los integrados y para desplazar definitivamente la tecnología de los componentes aislados y dan inicio a la era de la miniaturizacion de los equipos apareciendo y haciendo cada vez mas común la manufactura y el uso de los equipos portatiles.

* Según el tipo de transistor utilizado en el circuito:

Bipolar: Tienen dos tipos de cargas móviles. MOS: Utilizan solo un tipo de material sin uniones rectificadoras. Tiene un solo signo de carga.

ESCALAS DE INTEGRACION Las escalas de integración hacen referencia a la complejidad de los circuitos integrados, dichas escalas están normalizadas por los fabricantes.

Escala de integración Nº componentes Aplicaciones típicas SSI: pequeña escala de integración

<100 Puertas lógica y biestables

MSI: media escala de integración

+100 y -1000 Codificadores, sumadores, registros...

LSI: gran escala de integración

+1000 y -100000 Circuitos aritméticos complejos, memorias...

VLSI: Muy alta escala de integración

+100000 y -106 Microprocesadores, memorias, microcontroladores...

ULSI: Ultra alta escala de integración

+ 106 Procesadores digitales y microprocesadores avanzados

MICROCONTROLADOR

Un microcontrolador es un circuito integrado o chip que incluye en su interior las tres unidades funcionales de una computadora: CPU, Memoria y Unidades de E/S es decir, se trata de un computador completo en un solo circuito integrado. CaracterísticasSon diseñados para disminuir el coste económico y el consumo de energía de un sistema en particular. Por eso el tamaño de la CPU, la cantidad de memoria y los periféricos incluidos dependerán de la aplicación. El control de un electrodoméstico sencillo como una batidora, utilizará un procesador muy pequeño (4 u 8 bit) por que sustituirá a un autómata finito. En cambio un reproductor de música y/o vídeo digital (mp3 o mp4) requerirá de un procesador de 32 bit o de 64 bit y de uno o mas Códec de señal digital (audio y/o vídeo). El control de un sistema de frenos ABS (Antilock Brake System) se basa normalmente en un microcontrolador de 16 bit, al igual que el sistema de control electrónico del motor en un automóvil.

Esquema de un microcontrolador

SUPERCOMPUTADORAS

Las computadoras exhiben un amplio rango de rendimientos en punto flotante, por lo que a menudo se usan unidades mayores que el FLOPS. Los prefijos estándar del SI pueden ser usados para este propósito, dando como resultado megaFLOPS (MFLOPS, 106 FLOPS), gigaFLOPS (GFLOPS, 109 FLOPS), teraFLOPS (TFLOPS, 1012 FLOPS), petaFLOPS (PFLOPS, 1015 FLOPS), exaFLOPS (EFLOPS, 1018 FLOPS).La primera supercomputadora, Cray-1 fue puesta en marcha en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en 1976. La Cray-1 era capaz de operar a 80 MFLOPS. En poco más de treinta años desde entonces, la velocidad computacional de las supercomputadoras es más de un millón de veces mayor.La computadora más rápida del mundo hasta la fecha (28 de octubre de 2010)[1] es la supercomputadora Tianhe-1A que opera a 2,57 petaflops. Se encuentra ubicada en la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa (NUDT) en China, y utiliza 7.168 unidades de procesamiento gráfico Nvidia Tesla M2050 y con 14.336 procesadores Intel Xeon (su predecesor la supercomputadora CRAY XT5 Jaguar operaba a 1,75 petaflops).

KAM-BALAM – 7 mil veces más potente que “ Craig”

KanBalam cuenta con 1368 procesadores AMD Opteron de 2.6GHz y 3016 GB de memoria RAM, distribuidos en 337 nodos de cálculo, cada uno con 8 GB RAM y dos procesadores duales y en 5 nodos especializados, con 64GB RAM. Utiliza GNU/Linux como sistema operativo.Dispone de un sistema de almacenamiento de 768 discos duros de 200 GB cada uno que proporcionan un total de 150 TB de almacenamiento.Los nodos de procesamiento se comunican con el sistema de almacenamiento en una red de alta velocidad. Conecta 576 puertos con 2 switches infiniband, alcanzando la impresionante velocidad de 10 GBps.La computadora cuenta con 888.88 gigabytes de velocidad

Sistemas Numéricos

1-50

Dec Hex Oct Bin

0123456789101112131415

0123456789ABCDEF

000001002003004005006007010011012013014015016017

00000000000000010000001000000011000001000000010100000110000001110000100000001001000010100000101100001100000011010000111000001111

Dec Hex Oct Bin

16171819202122232425262728293031

101112131415161718191A1B1C1D1E1F

020021022023024025026027030031032033034035036037

00010000000100010001001000010011000101000001010100010110000101110001100000011001000110100001101100011100000111010001111000011111

Dec Hex Oct Bin

32333435363738394041424344454647

202122232425262728292A2B2C2D2E2F

040041042043044045046047050051052053054055056057

00100000001000010010001000100011001001000010010100100110001001110010100000101001001010100010101100101100001011010010111000101111

Dec Hex Oct Bin

4849505152535455565758596061

303132333435363738393A3B3C3D

060061062063064065066067070071072073074075

0011000000110001001100100011001100110100001101010011011000110111001110000011100100111010001110110011110000111101

6263

3E3F

076077

001111100011111

Binario – Decimal – Binario

Conversión de Binario a Decimal. 01101100 128 64 32 16 8 4 2 1 ------------------------------------------------------------------------------------- 1 0 1 0 1 1 0 0 128 32 8 4 = 172 Este calculo, es principalmente sumar los Bit en ON(1) 128+32+8+4 = 172. Conversión de Decimal a Binario. 172.31.230.218 Convertiremos 172 en Binario para lo que usaremos la misma tabla 128 64 32 | 16 8 4 | 2 1 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 1(1) 0(2) 1(3) | 0 1 1 | 0 0 128+ 0+ 32=160 160 160 160 12 12 +16 +8 +4 +2 +1 8+ 4=12 Lo primero que tenemos que preguntarnos si 128 cabe dentro de 172, cabe entonces es V lo que en binario seria 1(1). Ahora pasamos al siguiente BIT. Y sumamos 128 + 64 = 192, pregunta 192 cabe en 172, no entonces es Falso 0(2), pasamos al tercer bit. 128+32 = 160, pregunta 160 cabe en 172, verdadero entonces es 1(3). Ahora sumamos cada 3 BIT los bit anteriores que estén en ON (1), 128+0+32 = 160. Tomamos 160+el 4 bit 16 = 176, pregunta 172 cabe en 176, no entonces es 0. 160+8= 168, cabe en 172, si entonces es 1. Siguiente 160+4=164 cabe en 172, verdadero 1. Calculamos de nuevo 8+4=12 recuerden que están en ON(1) y así continúan el ejercicio

DECIMAL – OCTAL – DECIMAL

Formular un algoritmo para convertir números enteros decimales en base 10 a sus respectivas representaciones octales en base 8, por medio de sucesivas divisiones. Por ejemplo, para calcular la representación octal de 150, se divide sucesivamente por 8 y los restos que van quedando se almacenan ordenadamente.

Paso Dividendo Divisor Cociente Resto 1 150 8 18 6 2 18 8 2 2 3 2 8 0 2

226(8 = 2*82+2*81+6*80=150(10 Generalizar y que haga un cambio de base como dato la base a la que se quiera pasar. mostrar los dígitos en orden inverso.

DECIMAL – HEXADECIMAL – DECIMAL

Los números hexa son convertidos a su equivalene decimal multiplicando el peso de cada posición por el equivalente decimal del dígito de cada posición y sumando los productos.Entonces:12116 = 1 x 162 + 2 x 161 + 1 x 160

1 x 256 + 2 x 16 + 1 x 1256 + 32 + 128910

A1C16 A x 162 + 1 x 161 + C x 160

10 x 256 + 1 x 16 + 12 x 12560 + 16 + 12258810

OBS: Los valores que sustituyen a las letras se obtienen de la tabla dada arriba.

CONVERSIÓN DE DECIMAL A HEXADECIMAL:Se puede realizar empleando dos procesos: Divisiones sucesivas por 16, cuando el número es entero, o multiplicaciones sucesivas por 16, cuando el número es fraccionario. Siguiendo los mismos lineamientos empleados con los otros sistemas numéricos.Ejemplo 1: 65010

650 / 16 = 40 y resta 10 = A (dígito mas próximo al punto hexadecimal)40 / 16 = 2 y resta 8 (dígito a la izquierda del anterior)No se puede continuar dividiendo, por lo que el 2 queda como símbolo mas significativo a la izquierda del anterior.Resultado 65010 = 28A16

CONVERSIÓN DE HEXADECIMAL A BINARIO:Por ejemplo: Para convertir 7A216

7 A 20111 1010 0010Resultado: 7A216 = 0111101000102

 Otro ejemplo: Para convertir 3D4.F16

3 D 4 . F0011 1101 0100 . 1111Resultado: 3D4.F16 = 001111010100.11112

 CONVERSIÓN DE BINARIO A HEXADECIMAL:Primeramente hay que agrupar los bits de a cuatro comenzando por la derecha y siguiendo hacia la izquierda. Si bien en palabras cuya longitud sea múltiplo de cuatro esto no tiene obligatoriedad, en aquellas cuyo tamaño no sea multiplo de cuatro si selecciona de izquierda a derecha los grupos de bits quedarán mal conformados. Esto anterior para la parte entera. Para la parte fraccionaria el orden es inverso, o sea que se agrupa de izquierda a derecha. Nótese que siempre es del punto hacia afuera. Una vez formados los grupos basta con fijarse en la tabla de arriba y reemplazar cada grupo por el símbolo Hexa correspondiente. Nada mejor que unos ejemplos: Ejemplo 1: Convertir 1010110100102

1010 1101 0010A D 2Resultado: 1010110100102 = AD216

 Ejemplo 2: Convertir 101110101102

101 1101 01105 D 6Resultado: 101110101102 = 5D616

 

Suma de números binariosLas posibles combinaciones al sumar dos bits son:0 + 0 = 00 + 1 = 11 + 0 = 11 + 1 = 10Note que al sumar 1 + 1 es 102, es decir, llevamos 1 a la siguiente posición de la izquierda (acarreo). Esto es equivalente, en el sistema decimal a sumar 9 + 1, que da 10: cero en la posición que estamos sumando y un 1 de acarreo a la siguiente posición.Ejemplo 1 10011000 + 00010101 ——————————— 10101101

Resta de números binariosEl algoritmo de la resta en sistema binario es el mismo que en el sistema decimal. Pero conviene repasar la operación de restar en decimal para comprender la operación binaria, que es más sencilla. Los términos que intervienen en la resta se llaman minuendo, sustraendo y diferencia.Las restas básicas 0 - 0, 1 - 0 y 1 - 1 son evidentes:0 - 0 = 01 - 0 = 11 - 1 = 00 - 1 = 1 (se transforma en 10 - 1 = 1) (en sistema decimal equivale a 2 - 1 = 1)La resta 0 - 1 se resuelve, igual que en el sistema decimal, tomando una unidad prestada de la posición siguiente: 0 - 1 = 1 y me llevo 1, lo que equivale a decir en el sistema decimal, 2 - 1 = 1.Ejemplos 10001 11011001 -01010 -10101011 —————— ————————— 00111 00101110En sistema decimal sería: 17 - 10 = 7 y 217 - 171 = 46.Para simplificar las restas y reducir la posibilidad de cometer errores hay varios métodos:Dividir los números largos en grupos. En el siguiente ejemplo, vemos cómo se divide una resta larga en tres restas cortas: 100110011101 1001 1001 1101 -010101110010 -0101 -0111 -0010 ————————————— = ————— ————— ————— 010000101011 0100 0010 1011Utilizando el complemento a dos (C2). La resta de dos números binarios puede obtenerse sumando al minuendo el «complemento a dos» del sustraendo.EjemploLa siguiente resta, 91 - 46 = 45, en binario es: 1011011 1011011 -0101110 el C2 de 0101110 es 1010010 +1010010 ———————— ———————— 0101101 10101101En el resultado nos sobra un bit, que se desborda por la izquierda. Pero, como el número resultante no puede ser más largo que el minuendo, el bit sobrante se desprecia.Un último ejemplo: vamos a restar 219 - 23 = 196, directamente y utilizando el complemento a dos: 11011011 11011011 -00010111 el C2 de 00010111 es 11101001 +11101001 ————————— ————————— 11000100 111000100

Y, despreciando el bit que se desborda por la izquierda, llegamos al resultado correcto: 11000100 en binario, 196 en decimal.Utilizando el complemento a uno. La resta de dos números binarios puede obtenerse sumando al minuendo el complemento a uno del sustraendo y a su vez sumarle el bit que se desborda.[editar] Producto de números binariosLa tabla de multiplicar para números binarios es la siguiente: · 0 1 0 0 0 1 0 1El algoritmo del producto en binario es igual que en números decimales; aunque se lleva a cabo con más sencillez, ya que el 0 multiplicado por cualquier número da 0, y el 1 es el elemento neutro del producto.Por ejemplo, multipliquemos 10110 por 1001: 10110 1001 ————————— 10110 00000 00000 10110 ————————— 11000110En sistemas electrónicos, donde suelen usarse números mayores, se utiliza el método llamado algoritmo de Booth. 11101111 111011 __________ 11101111 11101111 00000000 11101111 11101111 11101111 ______________ 11011100010101[editar] División de números binariosLa división en binario es similar a la decimal; la única diferencia es que a la hora de hacer las restas, dentro de la división, éstas deben ser realizadas en binario.EjemploDividir 100010010 (274) entre 1101 (13): 100010010 |1101 ——————-0000 010101——————— 10001 -1101——————— 01000 - 0000 ——————— 10000 - 1101 ——————— 00111 - 0000 ——————— 01110 - 1101 ——————— 00001

OPERACIONES LÓGICAS

Las conectivas son funciones de verdad. Quiere decir que son funciones que toman uno o dos valores de verdad, y devuelven un único valor de verdad. En consecuencia, cada conectiva lógica puede ser definida mediante una tabla de valores de verdad que indique qué valor devuelve la conectiva para cada combinación de valores de verdad. A continuación hay una tabla con las conectivas más usuales y su definición mediante tablas de verdad:

Conectiva NotaciónEjemplode uso

Análogonatural

Ejemplo de uso enel lenguaje natural

Tabla de verdad

Negación no No está lloviendo.

Conjunción yEstá lloviendo y es de noche.

Disyunción oEstá lloviendo o es de noche.

Condicional material

si... entonces

Si está lloviendo, entonces es de noche.

Bicondicional si y sólo siEstá lloviendo si y sólo si es de noche.

Negaciónconjunta

ni... niNi está lloviendo ni es de noche.

Disyunciónexcluyente

o bien... o bien

O bien está lloviendo, o bien es de noche.