Circuito de Compuerta XOR Funcionamiento Símbolos y Aplicaciones
La puerta XOR, también conocida como compuerta XOR o OR exclusiva, es una herramienta indispensable en la lógica digital que permite implementar el comportamiento del O exclusivo. Esto significa que su salida será verdadera (1/HIGH) únicamente si una de las entradas es verdadera y la otra es falsa. Sin embargo, si ambas entradas son falsas (0/LOW) o ambas son verdaderas, el resultado será una salida falsa. Podríamos decir entonces que la XOR se encarga de representar la desigualdad entre dos entradas, donde su salida será verdadera si ambas entradas no son iguales, y falsa en caso contrario. Algo importante de mencionar es que la puerta XOR también se puede recordar como "uno o el otro, pero no ambos", lo cual facilita su comprensión y aplicación en circuitos lógicos.
Explorando el Propósito de la Puerta XOR
La importancia de la compuerta XOR en la electrónica digital
La electrónica digital se basa en el uso de circuitos lógicos para realizar operaciones binarias de manera eficiente. Uno de los elementos más relevantes en este campo es la compuerta XOR, también conocida como «Exclusive OR» en inglés. A continuación, exploraremos con detalle la función de este componente y su trascendencia en la electrónica digital.
La compuerta XOR, o exclusiva OR, es un tipo de circuito lógico que cuenta con dos entradas y una salida. Su función principal consiste en devolver una salida de «1» si y solo si una de las entradas es «1», excluyendo el caso en que ambas lo sean. En otras palabras, su salida será «1» únicamente si las entradas no son idénticas entre sí, mientras que si son iguales, la salida será «0». Esto se puede apreciar en la siguiente tabla de verdad:
| Entrada A | Entrada B | Salida |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Este componente se representa mediante un símbolo característico, formado por un círculo con una letra «X» en su interior. Dicho símbolo es utilizado en los diagramas de circuitos como indicador de la presencia de una compuerta XOR en un determinado punto del circuito.
Como crear compuertas XOR
Creación de compuertas lógicas XORPara crear compuertas lógicas XOR con diferentes entradas, existen varios métodos disponibles. Uno de ellos es utilizar las mismas compuertas y unir la salida a una de las entradas de otra XOR.
Otra opción sería utilizar componentes diferentes para crear una compuerta XOR. Por ejemplo, se pueden emplear compuertas universales como NOR y NAND para no solo obtener una XOR, sino cualquier tipo de compuerta.
Además, existe la alternativa de crearlas mediante un circuito eléctrico, ya sea con interruptores o con un método más avanzado que implica el uso de transistores.
Símboloseditar
Hay dos representaciones de las compuertas XOR que están relacionadas con la norma estadounidense ANSI/IEEE Std 91-1984 y su suplemento ANSI/IEEE Std 91a-1991. Estas se conocen como "símbolo característico" y "rectangular", siguiendo la norma europea IEC 60617-12.
Construcción alternativaeditar
Si no se cuenta con una compuerta XOR de dos entradas, es posible crear una utilizando otras compuertas disponibles. Una forma simple de hacerlo es conectando la salida de una compuerta XNOR a la entrada de una puerta NOT. Otra opción es implementar directamente la expresión lógica XOR (A⋅B¯+A¯⋅B), pero esto requiere el uso de dos puertas NOT, dos AND y una OR. Una manera más sencilla es utilizar cuatro compuertas NAND o cinco NOR, las cuales son conocidas como "puertas universales" debido a que pueden implementar cualquier función lógica.
Como alternativa, se puede aplicar el álgebra booleana para simplificar la expresión (A⋅B¯+A¯⋅B≡(A+B)⋅(A¯+B¯)) y aplicar la ley de De Morgan al segundo término para obtener (A+B)⋅(A⋅B)¯. Esta última expresión solo requiere de tres puertas para ser implementada: una OR, una NAND y una AND.
Más de dos entradaseditar
La interpretación estricta de la definición de la operación excluyente, representada por el símbolo rectangular IEC, plantea la inquietud sobre su correcto funcionamiento con entradas adicionales. Si una compuerta lógica aceptara tres o más entradas y produjera una salida verdadera solo cuando una de ellas lo es, se podría considerar un detector One-hot (lo cual sucede en el caso de dos entradas). Sin embargo, en la práctica, esta implementación es poco común.
En cambio, la forma más habitual de abordar entradas consecutivas es a través de una serie de operaciones exclusivas en cascada: las primeras dos señales se combinan en una compuerta XOR, cuyo resultado se combina con la tercera señal en otra compuerta XOR, y así sucesivamente con las señales restantes. Como resultado, se obtiene un circuito que devuelve un 1 cuando el número de 1s en sus entradas es impar, y un 0 cuando dicho número es par. Esto lo convierte en una herramienta práctica para generar paridad o sumar módulos de 2.
Variantes de compuertas XOR y sus características
La operación de esta compuerta es única, ya que solo se activa cuando sus ingresos son diferentes. Por esta razón, solo se encuentran circuitos integrados con compuertas de 2 entradas. En el caso de tener 3 o más entradas, su funcionamiento es completamente distinto.
Tabla de verdad
La tabla de verdad de la compuerta lógica XOR nos brinda información valiosa sobre su comportamiento ante diferentes combinaciones de entradas.
Observando dichas tablas, podemos deducir que la compuerta de 2 entradas presenta un funcionamiento distinto a la de 3 entradas. Mientras que en la primera, ambas entradas deben estar en estados opuestos (0 y 1) para que funcione, en la segunda su funcionamiento es diferente y solo responde cuando una de sus entradas está en alto, o cuando todas están en alto.
Las principales compuertas lógicas en la electrónica digital una guía introductoria
La importancia de la Compuerta XOR en la Electrónica DigitalLa electrónica digital se fundamenta en el uso de compuertas lógicas para llevar a cabo operaciones y procesos con información. Entre estas compuertas, destaca la XOR por su versatilidad y relevancia en este campo.
La compuerta XOR, también conocida como OR exclusiva, es una de las compuertas lógicas básicas utilizadas en electrónica digital. Su función principal es realizar una operación de "o exclusivo" entre dos señales de entrada. Esto significa que la salida de la XOR será "1" solo si una de las entradas es "1" y la otra es "0". En cualquier otro caso, la salida será "0".
Esta compuerta se representa con el símbolo "+" o con "⊕". Vale la pena mencionar su importancia en la lógica digital, ya que permite realizar operaciones como suma binaria y cálculo de paridad.
Es una pieza clave en el desarrollo de tecnologías avanzadas y su comprensión es esencial para cualquier persona relacionada con este campo.
