lógica combinacional

La lógica combinacional es una clase de circuitos digitales en los que los valores de salida dependen únicamente de los valores de entrada actuales. No hay retroalimentación, ni almacenamiento, ni estado. Cualquier resultado lógico que produzca el circuito, lo produce instantáneamente (dentro del retardo de propagación) basándose en lo que se introduce en ese momento. Una simple compuerta AND es lógica combinacional: se aplican dos señales de entrada y la salida sigue la tabla de verdad sin importar lo que sucedió un microsegundo antes.

El circuito se construye a partir de compuertas lógicas básicas: AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR. Estas compuertas se combinan de modo que sus salidas alimentan a otras compuertas, pero, fundamentalmente, ninguna salida vuelve a un bucle para alimentar una etapa anterior de una manera que cree retroalimentación. La red resultante es un grafo dirigido acíclico, matemáticamente hablando. El álgebra booleana rige todo el comportamiento. Un multiplexor, un decodificador, un sumador, un comparador: todos son circuitos de lógica combinacional.

Dónde se ubica la lógica combinacional

La lógica combinacional forma la mitad sin estado del diseño digital. La otra mitad es la lógica secuencial, que utiliza registros, flip-flops y relojes para almacenar el estado y crear memoria. Los sistemas reales mezclan ambos: un microprocesador utiliza lógica combinacional para calcular resultados, pero lógica secuencial para retener datos y coordinar la temporización a través de los ciclos de reloj. Un registro de desplazamiento simple se compone principalmente de flip-flops (secuencial), mientras que su decodificador de control se compone principalmente de compuertas (combinacional).

El retardo de propagación es la principal limitación. Una señal que entra en un circuito combinacional debe viajar a través de varios niveles lógicos antes de que la salida se estabilice. Una compuerta IC de pequeña escala típica tiene un retardo de unos pocos nanosegundos por nivel; los circuitos más grandes con muchos niveles pueden sumar. Los diseñadores deben tener esto en cuenta al encadenar etapas combinacionales o al insertar lógica combinacional entre etapas sincronizadas por reloj en una tubería.

El término "combinacional" refleja el hecho de que la salida es una combinación lógica de las entradas. No hay otra palabra de uso común en el sector, aunque ocasionalmente se escucha "lógica acíclica" o "puramente combinatoria". Se opone a la "lógica secuencial", que es el emparejamiento estándar que encontrará en cualquier texto o hoja de datos de diseño digital.