La lógica digital dentro de un circuito integrado
En nuestra vida cotidiana, utilizamos dispositivos electrónicos, sin preguntarnos cómo funcionan en su interior. Desde calcular una suma en Excel, hasta el procesamiento avanzado de imágenes en medicina, todo se basa en la lógica digital, implementada dentro de los circuitos integrados.
Por: Marvin Geovanni Flores Espino*
¿SABÍA QUE?
Ejemplo de la lógica digital en Excel
Mientras mayor sea la cantidad de transistores que podamos encapsular en menos área, se optimizarán las capacidades de procesamiento en dispositivos cada vez más pequeños.
*Graduado de Ingeniería Electrónica en la UVG, estudiante participante en el proyecto del nanochip El Gran Jaguar en el 2020.
Fuente: Universidad del Valle de Guatemala
La lógica digital es el lenguaje de los circuitos electrónicos modernos. A diferencia de los sistemas analógicos, que manejan valores continuos, la lógica digital trabaja con solo dos estados: 0 y 1. Estos valores binarios se manipulan mediante compuertas lógicas, que son los bloques fundamentales de cualquier circuito integrado.
Las compuertas lógicas son los bloques fundamentales en la construcción de circuitos digitales. Cada una realiza una operación específica sobre señales binarias (0 y 1): AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR. Todas las operaciones digitales se realizan mediante combinaciones de estas compuertas. Los microprocesadores actuales contienen millones de estas compuertas, implementadas a través de transistores, para ejecutar operaciones complejas. Mientras más complejo sea el objetivo, más compuertas lógicas tendrá el chip.
Circuito con compuertas lógicas
Diseño de un circuito sumador de 1 bit
Este es un aporte a la serie de publicaciones del proyecto El Gran Jaguar, el Nanochip de Ingeniería Electrónica, de la Universidad del Valle de Guatemala (UVG), el primer circuito microelectrónico diseñado en el país.
Supongamos que en una hoja de cálculo sumamos dos celdas:
Aunque parezca una operación trivial, dentro de un procesador esta suma se realiza mediante circuitos electrónicos compuestos por compuertas lógicas.
¿Sabía que?
El procesador Intel Core Ultra 9 285K, lanzado en diciembre del 2024, tiene 24 núcleos y una frecuencia turbo máxima de 5.7 GHz. Aunque Intel no especifica el número exacto de compuertas lógicas, se estima que los procesadores modernos contienen 10 mil millones de estas, construidas a partir de más de 30 mil millones de transistores.
En los chips modernos, la lógica digital se materializa en transistores de tecnología nanométrica. El diseño de un circuito integrado es la representación física del diseño de un chip, en términos de la disposición de transistores, interconexiones y otras estructuras en el silicio. Es la etapa final del diseño de un circuito antes de su fabricación.
La suma binaria se implementa con compuertas AND, OR y XOR. Un sumador de un bit se construye así:
Con estas operaciones, la suma de números más grandes se efectúa en cascada usando múltiples sumadores de 1 bit.
CIRCUITO INTEGRADO
Prensa Libre
Created on April 9, 2025
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La lógica digital dentro de un circuito integrado
En nuestra vida cotidiana, utilizamos dispositivos electrónicos, sin preguntarnos cómo funcionan en su interior. Desde calcular una suma en Excel, hasta el procesamiento avanzado de imágenes en medicina, todo se basa en la lógica digital, implementada dentro de los circuitos integrados.
Por: Marvin Geovanni Flores Espino*
¿SABÍA QUE?
Ejemplo de la lógica digital en Excel
Mientras mayor sea la cantidad de transistores que podamos encapsular en menos área, se optimizarán las capacidades de procesamiento en dispositivos cada vez más pequeños.
*Graduado de Ingeniería Electrónica en la UVG, estudiante participante en el proyecto del nanochip El Gran Jaguar en el 2020.
Fuente: Universidad del Valle de Guatemala
La lógica digital es el lenguaje de los circuitos electrónicos modernos. A diferencia de los sistemas analógicos, que manejan valores continuos, la lógica digital trabaja con solo dos estados: 0 y 1. Estos valores binarios se manipulan mediante compuertas lógicas, que son los bloques fundamentales de cualquier circuito integrado.
Las compuertas lógicas son los bloques fundamentales en la construcción de circuitos digitales. Cada una realiza una operación específica sobre señales binarias (0 y 1): AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR. Todas las operaciones digitales se realizan mediante combinaciones de estas compuertas. Los microprocesadores actuales contienen millones de estas compuertas, implementadas a través de transistores, para ejecutar operaciones complejas. Mientras más complejo sea el objetivo, más compuertas lógicas tendrá el chip.
Circuito con compuertas lógicas
Diseño de un circuito sumador de 1 bit
Este es un aporte a la serie de publicaciones del proyecto El Gran Jaguar, el Nanochip de Ingeniería Electrónica, de la Universidad del Valle de Guatemala (UVG), el primer circuito microelectrónico diseñado en el país.
Supongamos que en una hoja de cálculo sumamos dos celdas: Aunque parezca una operación trivial, dentro de un procesador esta suma se realiza mediante circuitos electrónicos compuestos por compuertas lógicas.
¿Sabía que?
El procesador Intel Core Ultra 9 285K, lanzado en diciembre del 2024, tiene 24 núcleos y una frecuencia turbo máxima de 5.7 GHz. Aunque Intel no especifica el número exacto de compuertas lógicas, se estima que los procesadores modernos contienen 10 mil millones de estas, construidas a partir de más de 30 mil millones de transistores.
En los chips modernos, la lógica digital se materializa en transistores de tecnología nanométrica. El diseño de un circuito integrado es la representación física del diseño de un chip, en términos de la disposición de transistores, interconexiones y otras estructuras en el silicio. Es la etapa final del diseño de un circuito antes de su fabricación.
La suma binaria se implementa con compuertas AND, OR y XOR. Un sumador de un bit se construye así:
Con estas operaciones, la suma de números más grandes se efectúa en cascada usando múltiples sumadores de 1 bit.