Escenario de desarrollo del módulo “Puertas Lógicas”: Electrónica Digital

La electrónica en general, y en particular la digital, es uno de los motores tecnológicos en la actualidad. Baste decir que un ordenador o computador no es otra cosa que un sistema digital complejo.

Aunque un ordenador sea un sistema complejo, desde el punto de vista digital solo se compone de bits con dos valores posibles 0 y 1 y de tres tipos de puertas lógicas (operadores lógicos): AND, OR y NOT. Este módulo está centrado en los principios de dichos bits y operadores lógicos.

En la electrónica digital, como en otras áreas, la tarea principal consiste en el análisis y diseño de sistemas, digitales en este caso. La particularidad para el alumno reside en que la electrónica digital se basa en una información (bits) y en un álgebra (de Boole) totalmente nueva. Así pues, antes de aprender a analizar y diseñar sistemas, es necesario aprender a representar (códigos binarios) y a manipular (álgebra de Boole) información digital binaria. La figura adjunta muestra los tres estadios fundamentales de la electrónica digital: códigos binarios, álgebra de Boole y análisis y diseño de sistemas digitales.

 

Análisis y diseño de sistemas digitales

 

Los circuitos digitales se clasifican en cuatro grandes grupos: combinacionales o secuenciales y a nivel de bit o a nivel de palabra. En este módulo solo se trabajará con sistemas combinacionales a nivel de bit (puertas lógicas) ya que son los más básicos conceptualmente y además son los más adecuados metodológicamente.

Antes de empezar cabe recordar que el mecanismo básico de diseño es un ciclo: diseño del circuito propuesto (hipótesis), análisis del circuito propuesto (evaluación frente a requisitos) y relaboración del diseño propuesto (a la vista del resultado del análisis).

 

 

El desarrollo del módulo se divide en dos partes. En primer lugar se aborda la representación binaria de la información (códigos binarios) y su manipulación matemática (álgebra de Boole) y en segundo lugar se procede al análisis y diseño de sistemas digitales combinacionales a nivel de bit, es decir, análisis y diseño de circuitos digitales con puertas lógicas.

Para ello nos apoyaremos en dos herramientas: Boole-Deusto y Weblab-Deusto. Boole-Deusto es una software que permite al alumno y el análisis y diseño paso a paso de sistemas digitales a nivel bit incluyendo la captura, la simplificación y el dibujo de circuitos digitales.

WebLab-Deusto es un laboratorio remoto que permite al alumno completar experimentos reales en electrónica digital sin necesidad de disponer del laboratorio real. El acceso y control del experimento se hace a través de Internet, en cualquier lugar y a cualquier hora. De este modo el alumno y el profesor pueden analizar y diseñar sistemas digitales reales sin esfuerzo económico y organizativo, tanto en clase como en casa.