Puerta XOR para niños
La puerta XOR o compuerta XOR es un tipo de puerta lógica digital. Imagina que es como un pequeño cerebro electrónico que toma decisiones. Su nombre "XOR" viene de "O exclusiva".
¿Cómo funciona? Una puerta XOR tiene dos entradas y una salida. La salida será verdadera (que en el mundo de la electrónica se representa con un 1 o un nivel de voltaje "alto") solo si una de las entradas es verdadera y la otra es falsa. Si ambas entradas son falsas (0 o "bajo") o ambas son verdaderas, la salida será falsa.
Piensa en ello como una regla: "uno o el otro, pero no ambos". Si las entradas son diferentes, la salida es 1. Si las entradas son iguales, la salida es 0.
Aquí tienes una tabla que lo explica mejor:
| ENTRADA | SALIDA | |
| A | B | A XOR B |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Las puertas XOR son muy importantes en las computadoras. Por ejemplo, se usan para sumar números en binario. Un semisumador (una parte de un circuito que suma) usa una puerta XOR y una puerta AND. También se usan para comparar si dos cosas son iguales o diferentes.
Contenido
Símbolos de la puerta XOR
Las puertas XOR se representan con símbolos especiales en los diagramas de circuitos. Hay dos tipos principales de símbolos:
- El símbolo "característico" (norma ANSI/IEEE): Es el más común en Estados Unidos.
- El símbolo "rectangular" (norma IEC): Es más usado en Europa.
Ambos símbolos representan la misma función lógica, solo que se dibujan de forma diferente.
¿Cómo construir una puerta XOR?
A veces, no se tiene una puerta XOR disponible directamente. Pero no hay problema, ¡se puede construir usando otras puertas lógicas!
Una forma sencilla es conectar la salida de una puerta XNOR (que es lo opuesto a una XOR) a la entrada de una puerta NOT.
También se pueden usar puertas más básicas como las NAND o las NOR. Estas puertas son tan versátiles que se les llama "puertas universales", porque con ellas se puede construir cualquier otra función lógica. Por ejemplo, se puede hacer una puerta XOR usando cuatro puertas NAND o cinco puertas NOR.
Puertas XOR con más de dos entradas
Aunque la definición básica de XOR es para dos entradas, también existen puertas XOR que pueden tener tres o más entradas.
Cuando una puerta XOR tiene muchas entradas, funciona de una manera especial: su salida será 1 (verdadera) si el número de entradas que están en 1 es impar. Si el número de entradas en 1 es par, la salida será 0 (falsa).
Esto es muy útil para verificar la paridad de los datos, que es una forma de detectar errores en la transmisión de información. También se usan en los sumadores de las computadoras.
Por ejemplo, un microchip llamado 74LVC1G386 es una puerta XOR de tres entradas que se usa como generador de paridad.
Aplicaciones de las puertas XOR
Las puertas XOR tienen muchas aplicaciones importantes en la electrónica y la informática:
Suma de números
Las puertas XOR son fundamentales para que las computadoras puedan sumar números binarios. Cuando sumas dos bits (0 o 1), la puerta XOR te da el resultado del bit menos importante de la suma. El bit de "acarreo" (el que se lleva a la siguiente posición, como cuando sumas 5+5=10 y llevas el 1) se calcula con una puerta AND.
Esta combinación de puertas XOR y AND es la base de los "semisumadores" y "sumadores completos", que permiten a las computadoras sumar números binarios de cualquier tamaño.
Generación de números que parecen aleatorios
Las puertas XOR se usan en algo llamado "registros de desplazamiento de realimentación lineal" (LFSR, por sus siglas en inglés). Estos circuitos pueden generar secuencias de bits que parecen aleatorias, aunque en realidad siguen un patrón. Son muy útiles en criptografía y en simulaciones.
Intercambio de señales
Las puertas XOR pueden usarse para intercambiar dos señales lógicas sin que se crucen físicamente los cables en un circuito. Un circuito con tres puertas XOR colocadas de forma estratégica puede lograr este intercambio.
Detección de patrones
Las puertas XOR son excelentes para encontrar patrones en secuencias de bits. Recuerda que una puerta XOR produce un 0 cuando sus dos entradas son iguales.
Si quieres buscar un patrón específico (por ejemplo, "11010") dentro de una secuencia de datos muy larga, puedes usar varias puertas XOR para comparar el patrón con diferentes partes de la secuencia de datos. Contando cuántos ceros salen de las puertas XOR, puedes saber qué tan bien coincide el patrón.
Esto se usa en muchos dispositivos de comunicación, como los receptores de teléfonos móviles, para encontrar y decodificar la información.
Por ejemplo, si buscas "11010" en la secuencia "1110100101":
- Comparamos:
1110100101 (datos) 11010 (patrón) 00111 (XOR, 2 ceros)
- Desplazamos el patrón y comparamos de nuevo:
1110100101 11010 00000 (XOR, 5 ceros, ¡coincidencia perfecta!)
En este ejemplo, la mejor coincidencia ocurre cuando el patrón se desplaza un poco, y todos los cinco bits coinciden.
Códigos de los fabricantes de Circuitos Integrados para la compuerta XOR
Aquí tienes algunos ejemplos de chips que contienen puertas XOR:
- De dos entradas: CD 4070 (tecnología CMOS)
- De dos entradas: CD 4030 (tecnología CMOS)
- De dos entradas: SN7486 (tecnología TTL)
Véase también
En inglés: XOR gate Facts for Kids
Enlaces externos
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Esta obra contiene una traducción total derivada de «XOR gate» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 3.0 Unported.sv:Disjunktion (logik)#OR-grind och XOR-grind
