Ejemplo 2 Diseño Combinacional

2. Se pide diseñar un circuito digital restador binario sin signo, que tenga como entrada dos números M (M₃M₂M₁M₀) y N (N₃N₂N₁N₀) y como salida un numero R (R₃R₂R₁R₀) y un bit RC. El numero de salida R, deberá contener la resta de M menos N, solo si la magnitud del numero M es de mayor o igual que la magnitud del numero N, y en tal caso la salida RC será 1. En caso contrario, que la magnitud del numero M sea menor que magnitud que el numero N, las salidas R y RC serán cero.

Solución:

Requerimientos de diseño

Funcionamiento: Para explicar el funcionamiento del circuito, se tomará como ejemplo cuando las entradas M y N son iguales a 0011  y 0001 respectivamente, es decir, M>N, ver figura 1. Las entradas M y N primero son comparadas por el integrado U2 (74ls85), el cual determina mediante una de sus salidas cual es la relación entre M y N; así cuando M>N se tiene que las salidas del comparador U2 son  QA<B=0 QA=B=0 QA>B=1; Seguidamente se tiene una compuerta OR(U3:A), la cual mantendrá un alto a su salida para cuando M=N o M>N y dará la información al multiplexor U4 que selecione la entrada M para que la coloque en la entrada del sumador U1. Por otra parte, la entrada N es complementada mediante las compuertas inversoras U5:A a U5:D, así para el ejemplo en estudio se tiene que las salidas U5:A=0 U5:B=1 U5:C=1 U5:D=1 éste complemento se verá reflejado en las salidas de las compuertas AND (U6:A a U6:D) las cuales van directamente al sumador de 4 bits U1(74HC283), para luego realizar la suma N+M, además de sumar lo que tenga el bit Co del sumador U!

Figura 1. Esquema circuital de diseño combinacional