Usando HADES Parte 1. Contenido Introducción Instalación Ejecución Menú contextual El primer circuito 5

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1 Usando HADES Parte 1 Contenido 1.1. Introducción Instalación Ejecución Menú contextual El primer circuito Colocar las compuertas Los puertos de entrada Los puertos de salida Los nombres de los puertos Conectar los componentes Probar el diseño Guardar el circuito El standard std_logic_ Autor: José Luis Ortíz Olvera Comentarios, sugerencias o reportar errores a: jluis.oo@gmail.com Última revisión: 30 de septiembre de

2 1.1. Introducción HADES = Hamburg Design System HADES es un simulador de sistemas digitales que incluye un editor gráfico y una amplia biblioteca de componentes. Fue creado en la Universidad de Hamburgo por Norman Hendrich en 1997 Es un simulador didáctico con las capacidades de un simulador profesional. Está hecho en Java Es interactivo. (Se puede editar un circuito mientras la simulación está corriendo) Es gratuito Se apega al standard 1164 definido por la IEEE. Se pueden crear diseños jerárquicos. Diseño jerárquico: Un sistema complejo se construye conectando varios sub-sistemas de menor complejidad, los cuales a su vez pueden estar formados por otros más simples. En otras palabras: Un sistema digital se puede empaquetar y usarse como componente para crear otros sistemas mayores. sistema digital 1 (empaquetado) sistema digital 3 sistema digital 2 (empaquetado) HADES proporciona algunos diseños listos para usar, como: Compuertas lógicas básicas: and, or, not, etc. Diversos Flip-Flop Interruptores (switches) Display Memorias. Como HADES está hecho en Java, es portable. Se puede usar en: Windows Linux Solaris 2

3 1.2. Instalación 1.- Descargar e instalar el JRE (Java Runtime Environment) del sitio de Sun Microsystems Descargar el archivo hades.zip del sitio oficial: El sitio también ofrece documentación y ejemplos. 3.- Renombrar el archivo como hades.jar 1.3. Ejecución Para ejecutar HADES en Windows hacemos doble click sobre el archivo hades.jar También se puede ejecutar desde línea de comando con: javaw -jar hades.jar En Linux, primero debemos asegurarnos de establecer las variables PATH y CLASSPATH correctamente. y luego se ejecuta HADES desde línea de comando con: java -jar hades.jar En unos instantes aparecerá el ambiente de diseño. La parte blanca que ocupa la mayor parte de la ventana se llama canvas o lienzo de diseño. 3

4 1.4. Menú contextual Si colocamos el mouse en cualquier parte del lienzo de diseño y hacemos click derecho, aparecerá un menú que ofrece las funciones usadas más frecuentemente en HADES. Lo llamaremos menú contextual. Convención: Por comodidad usaremos la notación standard para referirnos a los clicks del mouse: click = click izquierdo click derecho = click derecho 4

5 1.5. El primer circuito Vamos a simular el siguiente circuito: Colocar las compuertas Primero pondremos la compuerta XOR. Para ello abrimos el menú contextual y escogemos: CREATE > GATES > XOR2 5

6 Ahora el cursor del ratón tiene adherida una silueta rectangular que corresponde al componente que elegimos Hacemos click en cualquier sitio del canvas para colocar la compuerta. Después de colocar la compuerta XOR2, el apuntador del mouse aún tiene adherida la silueta rectangular para colocar más de ellas. Nosotros ya no queremos más compuertas XOR2, así que presionamos ESC y el rectángulo desaparece. 6

7 Ahora pondremos la compuerta AND: Abrimos el menú contextual y escogemos. CREATE > GATES > AND2 Colocamos la compuerta AND haciendo click sobre el lienzo y presionamos ESC para no crear más. 7

8 Finalmente agregaremos el inversor: Abrimos el menú contextual y escogemos CREATE > GATES > INV Colocamos el inversor haciendo click sobre el lienzo y presionamos ESC para no crear más inversores. 8

9 Los puertos de entrada. Los puertos de entrada se llaman input pin (Ipin) y son switches que al hacer click producen diversas señales de entrada para el sistema. Necesitamos tres puertos de entrada, así que hay que crear 3 input pin: En el menú contextual elegimos CREATE > IO > Ipin (switch) 9

10 Los puertos de salida Los puertos de salida se llaman output pins (Opin) y son LEDs que muestran las señales de salida del sistema. Nuestro dispositivo tiene solo un puerto de salida, así que crearemos un output pin: En el menú contextual elegimos CREATE > IO > Opin (LED) 10

11 Nombres de los puertos. Cuando creamos un puerto, hades le asigna un nombre automáticamente: i1, i2, i3,... Podemos cambiar el nombre de un puerto haciendo click derecho sobre él y seleccionando name. Ahora podemos escribir el nuevo nombre. 11

12 Cambiaremos los nombres de todos los puertos según el diagrama mostrado al principio Conectar los componentes. Ahora que ya están todos los componentes sobre el lienzo, hay que conectarlos. Así como el circuito global tiene sus puertos (A, B, C y F), cada componente tiene sus propios puertos para conectarse con otros. Estos aparecen como puntos rojos en su figura. Haciendo click, conectamos los componentes siguiendo el diagrama del circuito. Ahora el diseño se ve así: 12

13 Probar el diseño Si hacemos click sobre los input pin, éstos envían señales de entrada al sistema y podemos ver como trabaja. Hay que comprobar que el circuito produce las señales de salida adecuadas en base a la tabla de valores: A B C V U F

14 1.5.7 Guardar el circuito Podemos guardar nuestro circuito en un archivo: FILE > SAVE AS El circuito se debe guardar en un archivo con extensión HDS (no importa si son mayúsculas o minúsculas). 14

15 1.6. El Sistema Standard de Multivalores lógicos 1164 (std_logic_1164) El instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE = Institute of Electrical and Electronics Engineers) ha definido un standard para los valores de las señales que se utilizan en electrónica digital. Y cada valor tiene un color en HADES. 15