Este documento describe circuitos aritméticos digitales como comparadores, sumadores y unidades aritmético lógicas. Explica cómo diseñar comparadores de 1 y 4 bits, sumadores de 1 bit (semi-sumador y sumador completo), sumadores en serie y paralelo, y sumador/restador. También cubre el diseño de unidades aritmético lógicas de 1 y 8 bits en Quartus II y describe una unidad aritmético lógica comercial de 5 líneas de selección.

1. CIRCUITOS DIGITALES I
CIRCUITOS ARITMETICOS
Ing. Fernando Aparicio Urbano Molano 1

2. Circuitos Aritméticos
COMPARADORES
• Tomando la tabla de verdad para una
XNOR:
• Se puede verificar la igualdad de dos
variables a partir de la salida de la función.
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3. Circuitos Aritméticos
COMPARADOR A = B
Diseñemos un comparador de 4 variables:
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4. Circuitos Aritméticos
COMPARADOR DE 4 BITS
7485
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5. Circuitos Aritméticos
SUMADOR BINARIO
• Semi-Sumador (HA = Half Adder): Es un
circuito con dos entradas y dos salidas.
Entradas Salidas
A B Acarreo Suma
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0
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6. Circuitos Aritméticos
SEMISUMADOR
Suma=A’B+AB’ Acarreo=AB (minterminos)
Suma=(A+B)(A’+B’) Acarreo=AB (Maxterminos)
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7. Circuitos Aritméticos
SUMADOR COMPLETO
A B Cin Cout S
• Diseñe el circuito
para S y Cout 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
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8. Circuitos Aritméticos
SUMADOR COMPLETO (FULL ADDER)
Suma=A’B’Cin+A’BCin’+AB’Cin’+ABCin
Cout=AB+ACin+BCin
Suma = (A ⊕ B) ⊕ Cin
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9. Circuitos Aritméticos
SUMADOR COMPLETO (2)
Si colocamos dos HA en cascada se obtiene
un FA:
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10. Circuitos Aritméticos
SUMADORES EN PARALELO
Pueden utilizarse sumadores serie o
sumadores paralelo.
Un sumador serie tarda mayor cantidad de
tiempo en obtener el resultado final, ya que
realiza la sumas bit por bit, produce un
acarreo que sirve para la siguiente suma de
bit.
En cambio el sumador paralelo es más
rápido debido a que c/u de los términos a
sumar entran directo y se suman casi
inmediatamente.
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11. Circuitos Aritméticos
SUMADORES EN PARALELO (2)
A1 A0
+ B1 B0
C2 ∑1 ∑0
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12. Circuitos Aritméticos
SUMADOR/RESTADOR
Para la resta A  B  A  B  1
Para la suma : Cin =0 y no invertir B
Se utilizan compuertas XOR como inversores
controlados por una señal S
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13. Circuitos Aritméticos
SUMADOR CON 7483
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14. Circuitos Aritméticos
UNIDAD ARITMÉTICO LÓGICA (ALU)
Circuito que puede realizar cualquier tipo de
operación aritmética o lógica entre dos
operandos de n bits.
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15. Circuitos Aritméticos
DISEÑO DE UNA ALU
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16. Circuitos Aritméticos
DISEÑO DE UNA ALU EN QUARTUS II DE
ALTERA
Circuito Lógico (CL)
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17. Circuitos Aritméticos
DISEÑO DE UNA ALU EN QUARTUS II DE
ALTERA
Circuito Aritmético (CA)
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18. Circuitos Aritméticos
DISEÑO DE UNA ALU EN QUARTUS II DE
ALTERA
ALU de 1 Bit
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19. Circuitos Aritméticos
DISEÑO DE UNA ALU EN QUARTUS II DE
ALTERA
Funciones de la ALU de 1 Bit
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20. Circuitos Aritméticos
A7 B7 A0 B0
S0
S1
M
CL CA CL CA
…
AND
Full Adder Full Adder
…
XOR
F0
F7
C0 0V
ALU de 8 Bits
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21. Circuitos Aritméticos
ALU COMERCIAL
Con 5 líneas de selección: 32 operaciones
(16 de lógica y 16 de aritmética).
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22. Circuitos Aritméticos
TABLA DE VERDAD 74LS181
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