Conceptos Fundamentales de Memoria y Buses

Cálculo del Bus de Direcciones

Considerando una memoria con las siguientes características:

• Capacidad: 8 KB (Kilobytes)
• Tamaño de palabra: 2 bytes por dirección de memoria

¿De cuántas líneas será su bus de direcciones?

Para determinar el número de líneas del bus de direcciones, primero debemos calcular el número total de direcciones únicas que puede direccionar la memoria.

1. Convertir la capacidad a bytes: $8 \text{ KB} = 8 \times 1024 \text{ bytes} = 8192 \text{ bytes}$.
2. El número de direcciones es igual al número total de ubicaciones de memoria: $8192$ direcciones.
3. El número de líneas del bus de direcciones ($N$) se calcula como: $2^N = \text{Número de direcciones}$.
4. $2^N = 8192 \implies N = \log_2(8192) = 13$.

Respuesta corregida: El bus de direcciones será de 13 líneas.

Bus de Datos con Paridad

Si se utiliza una línea adicional para transmitir un bit de paridad impar:

• El tamaño de la palabra almacenada es de 2 bytes, es decir, $2 \times 8 = 16$ bits.
• El bus de datos tendrá tantas líneas como bits almacenados, más la línea de paridad.
• Respuesta: Tendría 16 líneas para los datos y una línea adicional para la paridad, sumando un total de 17 líneas en el bus de datos.

Tipos de Buses en un Computador

¿Cuántos buses hay en un computador?

• Tres buses principales: de datos, de control y de dirección.

Tipos de Memoria Principal

Memoria RAM (Random Access Memory)

• Son memorias volátiles: se pierde la información al quitar la corriente.
• Son memorias de acceso aleatorio.

Memoria ROM (Read Only Memory)

• Son memorias de solo lectura y no volátiles.
• Contienen el BIOS (Basic Input/Output System), que es el programa fundamental para iniciar el computador y gestionar las memorias básicas.

Memorias ROM Reprogramables

• EPROM (Erasable Programmable ROM): Se pueden borrar (generalmente con luz ultravioleta) y volver a reprogramar.
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM): Se borran y reprograman electrónicamente.

Clasificación de Memorias

• Memorias principales: RAM, ROM.
• Memorias secundarias: Disco duro, CD-ROM, DVD.

Introducción a la Fibra Óptica

Propósito y Ventajas de la Fibra Óptica

¿Para qué se utiliza la fibra óptica?

Para transmitir datos o información mediante pulsos de luz.

Ventajas de la fibra óptica

• Bajo peso.
• Alta velocidad para transmitir información.
• Inmunidad a interferencias electromagnéticas.
• Baja atenuación (pérdida de señal) en comparación con otros medios.

Desventajas de la fibra óptica

• Requiere un alto grado de precisión para conectores y empalmes.
• Es frágil a roturas y no permite un gran grado de curvatura.
• Generalmente más caras que los cables metálicos equivalentes.

Conceptos Ópticos Fundamentales

Índice de Refracción (n)

Se calcula mediante la relación:

$$n = \frac{c}{v}$$

• Donde $c$ es la velocidad de la luz en el vacío.
• Donde $v$ es la velocidad de la luz en un medio determinado.
• El núcleo siempre debe tener un índice de refracción ($N$) mayor que el de la envolvente (revestimiento) para favorecer la transmisión por reflexión interna total.

Ángulo Crítico ($\theta_c$)

Es el ángulo de incidencia a partir del cual todos los rayos que inciden sobre la interfaz núcleo-envolvente se reflejan internamente y quedan confinados en el núcleo, sin perderse en la envolvente.

• Depende del índice de refracción del núcleo y de la envolvente.

Cono de Aceptación

Es el conjunto de ángulos por los cuales los rayos pueden entrar en la fibra óptica y ser guiados exitosamente. Es complementario al ángulo crítico.

Fenómenos que Afectan la Transmisión

Dispersión Modal

Se refiere a los diferentes caminos recorridos por los rayos dentro de la fibra óptica, lo que provoca que los pulsos de luz se alarguen en el tiempo.

Atenuación

Es la disminución de la luminosidad o potencia de los pulsos de luz a medida que recorren la fibra (con el paso de los kilómetros).

Causas de la Degradación de la Información Transmitida

1. Atenuación: Disminución de la luminosidad de los pulsos de luz por la distancia recorrida.
2. Dispersión Modal: Alargamiento del tiempo que dura el pulso debido a los diferentes caminos recorridos por los rayos.
3. Dispersión Cromática: Similar a la dispersión modal, pero causada porque diferentes longitudes de onda (colores) viajan a velocidades ligeramente distintas dentro del medio.

Cálculo de la Atenuación Total

La atenuación total ($\alpha$) se calcula en decibelios (dB):

$$\text{Atenuación (dB)} = 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{\text{Potencia in}}{\text{Potencia out}} \right)$$

Una fibra óptica se considera de buena calidad cuando su atenuación es de 2 dB/km como máximo.

Causas de las Pérdidas por Absorción y Dispersión

• Atenuación por Absorción: Se debe a impurezas en el núcleo (por mala fabricación) o a empalmes en mal estado.
• Atenuación por Dispersión: Se debe a cambios en la densidad (índice de refracción) dentro del núcleo.
• Atenuación por Curvatura: Causada por curvaturas excesivas en la fibra durante su instalación o uso.

Empalmes y Ancho de Banda

Causas de Pérdidas en Empalmes

Las pérdidas ocurren debido a desalineaciones o discontinuidades en la unión de dos fibras.

Tipos de Empalmes

• Adesivos ópticos.
• Térmicos (fusión).
• Por presión.

Ancho de Banda en Fibra Óptica

Es la frecuencia más alta a la que se puede transmitir información de manera efectiva a través del medio.

Componentes del Sistema Óptico

Receptor Óptico

Compuesto por dispositivos semiconductores como:

• Optoacopladores.
• Fotodiodos.
• Fototransistores.

Transistores Ópticos

Generalmente se refiere a los dispositivos emisores, como los diodos LED.

Tubos de Rayos Catódicos (TRC/CRT)

Sistemas de Deflexión en un TRC

La deflexión se encarga de iluminar la pantalla para dibujar una imagen.

Tipos de Deflexiones

1. Deflexión Electrostática: Usada en osciloscopios y televisores pequeños. Desvía el haz electrónico mediante placas horizontales y verticales situadas en el interior del tubo.
2. Deflexión Electromagnética: Usada en televisores convencionales. Consiste en aplicar un campo magnético externo mediante bobinas colocadas alrededor del tubo para desviar el haz de electrones.

Elementos del Tubo de Rayos Catódicos (TRC)

• Filamento (cátodo caliente).
• Cátodo (emisor de electrones).
• Rejilla de control (modula la intensidad del haz).
• Ánodos aceleradores y de enfoque.
• Placas de deflexión vertical y horizontal.
• Malla (aceleración final).
• Ánodo postacelerador.
• Pantalla luminosa (cubierta con fósforo).

Sistemas de Verificación y Software de Aviónica

Verificación de Datos

¿Para qué se utilizan el Checksum y el CRC?

Son sistemas utilizados para comprobar que la palabra o dato no se corrompe durante la transmisión, garantizando que la transferencia sea correcta.

Software y Actualizaciones en Sistemas de Vuelo

• ¿A través de dónde se actualiza el software de un equipo? A través de la MCDU (Multipurpose Control and Display Unit).
• Siglas del software que incluye la base de datos de navegación de un sistema de gestión de vuelo (FMS): DFLD.
• Siglas del software de los sistemas de aviónica modular integrada (IMA): OSS (para activar y desactivar funciones).
• Siglas del software actualizable sobre el terreno (On-Condition): FLS (el más importante es el LSAP).
• Siglas del software para modificar por el usuario (operador aéreo): USM.

Computadores de Vuelo (Ejemplo A340)

• ¿Qué computadores se encargan de la ley directa? Los computadores primarios y secundarios FCPC y FCSC.
• ¿Qué computadores se encargan del control del THS (Trim Horizontal Stabilizer)? Solo los primarios FCPC.

Interferencias y Fallos Electrónicos

Descargas Electrostáticas (ESD)

Tipos de Fallos Producidos por ESD

• Fallos débiles: Originan problemas intermitentes en el componente.
• Fallos fuertes: Originan el fallo total del componente.

Tipos de Interferencias

• Conducidas: Se transmiten a través de instalaciones fijas (cables).
• Radiadas: Se transmiten por el aire mediante ondas de radio.
• Radiadas Acopladas:
  • Modo capacitivo: Por efecto de la variación del campo eléctrico.
  • Modo inductivo: Por acoplamiento del campo magnético.

Tecnología de Pantallas Planas

Tipos de Pantallas de Cristal Líquido (LCD)

• Reflexivas: Usan la luz incidente externa para iluminar la pantalla.
• Retroiluminadas: Tienen su propia fuente de luz interna (backlight).

Técnica TFT (Thin-Film Transistor)

Es la técnica más utilizada en los monitores modernos. Se basa en la utilización de transistores individuales (uno por píxel) que gobiernan el display. Cada transistor actúa como un interruptor que transfiere la carga necesaria al elemento individual de visualización.

Cálculos de Velocidad de la Luz y Carga Electrostática

Cálculo de Velocidad de la Luz en un Medio

¿A qué velocidad viaja la luz por un medio con un índice de refracción igual a 1.2?

Usando la relación $v = c/n$:

• $c \approx 300,000 \text{ km/s}$ (velocidad de la luz en el vacío).
• $n = 1.2$.
• $v = 300,000 \text{ km/s} / 1.2 = 250,000 \text{ km/s}$.

Interacción Triboeléctrica

¿Qué ocurre cuando frotamos un material positivo en la escala triboeléctrica con otro neutro?

Los materiales que son positivos en la escala triboeléctrica tienen una tendencia a ceder electrones al frotarse con otro material.

• Al frotar dicho material positivo con uno neutro, el material neutro cederá electrones al material inicialmente positivo.
• Como resultado, el material inicialmente neutro quedará cargado positivamente al ceder cargas negativas (electrones).