martes, 28 de febrero de 2012

LogicAid

LogicAid es un programa para diseño de circuitos lógicos combinatorios y secuenciales, creado por el profesor Charles Roth de la Universidad de Texas, en Austin, para complemento didáctico de su obra Fundamentos de  diseño lógico.




domingo, 26 de febrero de 2012

ISPLEVER de Lattice Semiconductor

Con este software se vá a programar la GAL22V10 y se puede descargar en la página de la empresa  que fabrica los PLD:  http://www.latticesemi.com/products/designsoftware/ispleverclassic/index.cfm


Un excelente libro, versión en PDF, de prácticas de electrónica digital con ISPLEVER escrito por el Ingeniero Juan Angel Garza,profesor de la  Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León de  México  se encuentra en el enlace:  http://cursos.itcg.edu.mx/libros/practicas.pdf

miércoles, 22 de febrero de 2012

 Video de Texas Instruments (México) que muestra el  proceso de fabricación de un circuito integrado explicado paso a paso

domingo, 19 de febrero de 2012

Historia del transistor
El desarrollo de la electrónica  y de sus múltiples aplicaciones fue posible gracias a la invención del transistor, ya que este superó ampliamente las dificultades que presentaban sus antecesores, las válvulas al vacío. En efecto, las válvulas, inventadas a principios del siglo XX, habían sido aplicadas exitosamente en telefonía como amplificadores y posteriormente popularizadas en radios y televisores. Sin embargo, presentaban inconvenientes que tornaban impracticables algunas de las aplicaciones que luego revolucionarían nuestra sociedad del conocimiento. Uno de sus mayores inconvenientes era que consumían mucha energía para funcionar. Esto provenía del hecho de que en las válvulas se calienta eléctricamente un filamento (cátodo) para que emita electrones que luego son colectados en un electrodo (ánodo), estableciéndose así una corriente eléctrica. Luego, por medio de un pequeño voltaje (frenador) aplicado entre una grilla y el cátodo se logra el efecto amplificador, controlando el valor de la corriente, de mayor intensidad, entre cátodo y ánodo. El filamento no sólo consumía mucha energía, sino que también solía quemarse, o las vibraciones lograban romperlo, por lo que las válvulas terminaban resultando poco confiables. Además, como era necesario evitar la oxidación del filamento incandescente, la válvula estaba conformada por una carcasa de vidrio, que contenía un gas inerte o vacío, haciendo que el conjunto resultara muy voluminoso.
Los transistores, desarrollados en 1947 por los físicos W. ShockleyJ. Bardeen y W. Brattain, resolvieron todos estos inconvenientes y abrieron el camino que, junto con otras invenciones –como la de los circuitos integrados– potenciarían el desarrollo de los computadores. Y todo a bajos voltajes, sin necesidad de disipar energía (como era el caso del filamento), en dimensiones reducidas y sin partes móviles o incandescentes que pudieran romperse.

Fotografía del primer transistor realizado por físicos W. Shockley, J. Bardeen y W. Brattain en diciembre de 1947. Tomada de www.bellsystemmemorial.com/belllabs_transistor.html

Los transistores se basan en las propiedades de conducción eléctrica de materiales semiconductores, como el silicio o el germanio.
Los diez años posteriores a la invención del primer transistor vieron enormes adelantos en este campo:
  • se inventaron distintos tipos de transistores (de punto, de juntura, de campo), basados en distintas propiedades básicas;
  • se emplearon distintos materiales, inicialmente el germanio (1948) y posteriormente el silicio (1954), que domina la industria semiconductora de la actualidad;
  • se logró construir una gran cantidad de transistores, otros elementos y los circuitos para acoplarlos directamente sobre una oblea de silicio, a lo que se le dio el nombre de circuito integrado (1958).

En estos primeros circuitos integrados, los transistores tenían dimensiones típicas de alrededor de 1 cm. En 1971 el microprocesador de Intel 4004 tenía unos 2000 transistores, mientras que hoy en día, un Pentium IV tiene unos 10 millones de transistores, con dimensiones típicas de alrededor de 0.00001 cm. Desde 1970, cada año y medio aproximadamente, las dimensiones de los transistores se fueron reduciendo a la mitad (ley de Moore). Si se los hace aún más pequeños dejarán de funcionar como esperamos, ya que empezarán a manifestarse las leyes de la mecánica cuántica. Para seguir progresando, deberá entonces concebirse una nueva generación de microprocesadores basados en las propiedades que la materia manifiesta en las escalas nanométricas.

Frank Gray y Emile Baudot: Pioneros en 
 los circuitos electrónicos digitales.

Frank Gray fue un fisico e investigador en los Laboratorios Bell, la institución en donde en 1947 se inventó el transistor, el mismo año en que se patentó el código de Gray.
 Hizo numerosas innovaciones mecanicas y electrónicas en la televisión. ´
Famoso por el Código Gray,  en el que dos valores sucesivos binarios  difieren solamente en un bit.
El código binario reflejado fue aplicado para acertijos matemáticos antes de ser usado para la ingeniería. 
El ingeniero francés Emile Baudot  le dio una aplicación al código de Gray  en telegrafía. 
El término baudio  (medida del número de bits por segundo transmitidos por una señal modulada) se deriva de su nombre.
Hasta la primera mitad de los años 1940  los circuitos lógicos digitales se realizaban con válvulas al vacío y dispositivos electromecánicos.
Frank Gray inventó un método para convertir señales analógicas  a grupos de código binario reflejado utilizando un aparato diseñado con válvulas de vacío, con lo cual garantizó que en cualquier transición variaría tan sólo un bit.



GEORGE  BOOLE  Y   CLAUDE  SHANNON :  DOS GRANDES MATEMÁTICOS, PIONEROS  DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL

Claude Shannon (1916 - 2001)


    Nació en Michigan (EE.UU), tras obtener los títulos en Matemáticas e Ingeniería en la universidad de Michigan, ingresó en el MIT (Massachusset Institute of Technology) para continuar en sus estudios. 


Fue allí donde realizó una tesis con respecto el uso del álgebra de Boole  para la construcción de máquinas lógicas.
    En 1940 obtuvo el doctorado en Matemáticas, pasando a trabajar durante un año en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton.
    Transcurrido dicho año entró a trabajar en la Bell Telephone en New Jersey, realizando investigaciones para obtener mejoras en la transmisión de información a través de las líneas telefónicas a larga distancia.
    En 1948 publicó "Una teoría matemática de la comunicación"que estableció las bases de la comunicación actual.
    Shannon estaba muy interesado en la idea de que las máquinas pudieran aprender, y por ello en 1952 inventó un ratón eléctrico capaz de encontrar el camino correcto en un laberinto. Siendo uno de los padres de lo que conocemos por inteligencia artificial.
George Boole


A los dieciséis años enseñaba matemática en un colegio privado y más tarde fundó uno propio. A los veinticuatro años, tras la publicación de su primer escrito, pudo ingresar en Cambridge, pero desestimó la oferta, de nuevo a causa de sus deberes respecto a su familia. En 1849 le nombraron profesor de matemáticas del Queen’s College, en Cork, donde permaneció el resto de su vida.
El gran descubrimiento de Boole  fue aplicar una serie de símbolos a operaciones lógicas y hacer que estos símbolos y operaciones –por elección cuidadosa– tuvieran la misma estructura lógica que el álgebra convencional. En el álgebra de Boole, los símbolos podían manipularse según reglas fijas que producirían resultados lógicos.

En 1854 publicó Investigación sobre las leyes del pensamiento, libro que trataba por completo de la lógica simbólica y su álgebra. La influencia de esta lógica matemática sobre las matemáticas modernas tendría una evolución lenta: si en un primer momento no parecía más que un intrincado juego de palabras, más adelante se vio que era de lo más útil, y hasta completamente indispensable para conseguir la matemática lógica del sistema binario, fundamento de las compuertas lógicas  con las cuales se estructura la arquitectura de las calculadoras, computadores, teléfonos celulares,  y en fin, toda la aplicación moderna de la electrónica digitalNació  el  2 de Noviembre de 1815 en Lincoln, Lincolnshire, Inglaterra

Procedía de una familia británica, con dificultades económicas,  y tuvo que  cambiar la idea de convertirse en monje al verse obligado a mantener a sus padres..

Boole se casó a la edad de cuarenta años y tuvo cinco hijas, a las que no llegó a ver adolescentes.

También trabajó en ecuaciones diferenciales, el cálculo de diferencias finitas y métodos generales en probabilidad.


Boole primero concurrió a una escuela en Lincoln, luego a un colegio comercial. Sus primeras instrucciones en matemática, sin embargo fueron de su padre.   


A la edad de 12 años había llegado a ser tan hábil en Latín que provocaba controversia. El tradujo del Latín una Oda del poeta Horacio de lo cual su padre estaba tan orgulloso que tenía su publicación. No obstante el talento era tal que un maestro de escuela local cuestionaba que nadie con 12 años podría haber escrito con tanta profundidad.



Boole no estudió para un grado académico, pero a la edad de 16 años fue un profesor auxiliar de colegio. El mantuvo su interés en idiomas e intentó ingresar a la Iglesia. Desde 1835, sin embargo, pareció haber cambiado de idea ya que abrió su propio colegio y empezó a estudiar matemáticas por si mismo. Tardó en darse cuenta que había perdido casi cinco años tratando de aprender las materias en vez de tener un profesor experto.



En ese periodo Boole estudió los trabajos de Laplace  y  Lagrange, tomando apuntes, los cuales llegaron a ser más tarde las bases para sus primeros papeles matemáticos. 


Boole fue nominado para una cátedra de matemática en el Queens College, Cork en 1849. El enseñó allí por el resto de su vida, ganándose una reputación como un prominente y dedicado profesor.



Publicó alrededor de 50 escritos y fue uno de los primeros en investigar las propiedades básicas de los números, tales como la propiedad distributiva que fundamenta los temas del álgebra.



Muchos honores le fueron concedidos a Boole, fue reconocido como el genio en su trabajo,  recibió grandes honores de las universidades de Dublin y Oxford y fue elegido miembro académico de la Real Sociedad (1857). Sin embargo, su carrera que comenzó un tanto tarde terminó infortunadamente temprano cuando murió a la edad de 49 años.

Las circunstancias son descritas por Macfarlane de la siguiente forma:


“Un día en el 1864 camino desde su casa al colegio, una distancia de dos millas, con una lluvia torrencial y luego dio una conferencia con la ropa empapada. El resultado fue un resfrío febril el cuál pronto dañó sus pulmones y terminó su carrera.....”



Lo que Macfarlane le faltó decir es que la esposa de Boole (Mary nieta de Sir George Everest, de quién después fue nombrada la montaña) creía que el remedio podría ser la causa. Ella puso a Boole en cama y arrojó cubos de agua sobre la cama, ya que su enfermedad había sido causada por mojarse.



Hirst describe a Boole como:



......Evidentemente de una capacidad extrema y al mismo tiempo un hombre genial.

Su trabajo fue elogiado por Augustus De Morgan ( el del teorema  en la teoría de Conjuntos) quién dijo :


El sistema de lógica de Boole es una de las muchas pruebas de genio y paciencia combinada. Es el proceso simbólico del álgebra, inventado como herramienta de cálculos numéricos,  competente para expresar cada acto del pensamiento, y proveer la gramática y el diccionario de todo el contenido de los sistemas de lógica, que solo ha sido creíble hasta probarlo.

Dante fue su poeta favorito, y el prefería el Paraíso al Infierno. La metafísica de Aristóteles, la ética de Spinoza, los trabajos filosóficos de Cicerón, y muchos trabajos del estilo, fueron también frecuentes temas de estudio. Sus reflexiones sobre ciencia, filosofía y religión están contenidas en cuatro direcciones:  El Genio Sir Isaac Newton, El Correcto Uso del Tiempo Libre, Las reivindicaciones de la Ciencia y Los Aspectos Sociales de la Cultura Intelectual, los cuales fueron entregados e imprimidos en diferentes épocas. 


El carácter personal de Boole inspiró a todos sus amigos con la estima más profunda. Poseía la modestia del genio verdadero, y su vida se dio a la búsqueda de la verdad. Aunque recibió la medalla de la Royal Society por sus memorias de 1844, y el grado honorario de LL.D. de la Universidad de Dublín, no buscó ni recibió las recompensas correspondientes a los descubrimientos que hizo.

El trabajo de Boole ha llegado a ser como un paso fundamental en la revolución de los computadores hoy en día. Falleció  el  8 de Diciembre de 1864 en Ballintemple, County Cork, Irlanda.