Asignaturas antecedentes y subsecuentes

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1 PROGRAMA DE ESTUDIOS DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES I Área a la que pertenece: Área de Formación Transversal Horas teóricas: 3 Horas prácticas: 2 Créditos: 8 Clave: F0142 Asignaturas antecedentes y subsecuentes PRESENTACIÓN Vivimos en la era digital donde todo el mundo digital esta compuestos por 1 s y 0 s, donde la informática y la electrónica, que constituye una de las bases de la tecnologías de Información; y el diseño de sistemas digitales cumplen el papel importante para comprender la lógica digital de los sistema, así como el almacenamiento de la información a través de diferentes dispositivos almacenamiento y además es el puente entre la electrónica y la arquitectura de computadoras. El estudio de los sistemas digitales nos ayuda a comprender la forma como trabajan los sistemas digitales asi como el uso de dispositivos programables para su aplicación en procesos prácticos y que constituye una disciplina independiente, con aplicaciones fuera del ámbito de la computadores de propósito general. OBJETIVO GENERAL Al finalizar el curso el alumno aprenderá, comprenderá y diseñara sistemas digitales con aplicaciones reales a través de dispositivos programables con el uso y la comprensión del álgebra de bolee CONTENIDO Objetivo particular 1 SISTEMAS NUMÉRICOS Mostrar al estudiante los principios de los sistemas de numeración y códigos binarios para presentar la información en los sistemas digitales. F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 1/7

2 1.1 Introducción 1.2 Sistemas de Numeración Sistemas Numérico Decimal Sistema Binario Sistemas Octales Sistemas Hexadecimales 1.3 Conversión entre los Sistemas de Numeración 1.4 Operaciones aritméticas de los Sistemas de Numeración 1.5 Representación de los Códigos Digitales Capacidad para el manejo de cualquier sistema numérico 2 ÁLGEBRA BOLEANA Y FAMILIAS LÓGICAS Objetivo El alumno estará capacitado para analizar las distintas tablas de particular verdad de las compuertas lógicas, así mismo podrá dibujar los diagramas de temporización de las diversas compuertas lógicas. El alumno podrá escribir las expresiones boleanas para las compuertas -lógicas y sus combinaciones. El alumno implementara circuitos lógico con el empleo de compuertas lógicas NAD y OR, así mismo describirá las característica de las señales activas lógicas en BAJO y activas en ALTO 2.1 Constantes y variables booleanas. 2.2 Descripciones algebraicas de los circuitos lógicos 2.3 Evaluación de la salida de los circuitos lógicos 2.4 Teorema de Boole y de Morgan 2.5 Tablas de verdad 2.6 Operadores Lógicos 2.7 Familias lógicas 2.8 Implementación y cronograma de los circuitos lógicos Al término de esta unidad el alumno aprenderá y comprenderá como trabajan los sistemas digitales. F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 2/7

3 3 SISTEMA COMBINACIONAL Objetivo El alumno aprenderá a reducir expresiones lógicas algebraicas a particular formas más simples, con el fin de diseñar un circuito lógico combinatorio en una forma menos compleja con y sin ayuda de una tabla de verdad. 3.1 Operaciones lógicas Definición Representación canónica de una función lógica. 3.2 Álgebra de conmutación 3.3 Minimización de funciones lógicas Método para minimizar las funciones booleanas Técnica de Mapas de Karnaugh para el manejo variables booleanas Limitaciones en el empleo de la técnica de mapas Condiciones indiferentes en el empleo de la técnica de mapas de Karnaugh 3.4 Implementación de circuitos combinacionales Dispositivos MSI estándares. 3.5 Aplicaciones prácticas con componentes MSI (decodificadores, Multiplexores, Decodificadores, Codificadores, Comparadores, 3.6 Sumadores Restadores y Convertidor de Código El alumno: Aprenderá como representar una tabla de verdad en expresión Maxitèrmino y Minitèrmino. Aprenderá a analizar y ala minimización de circuitos combinacionales. Aprenderá desarrollar aplicaciones con circuito combinacionales con elementos MSI. Objetivo particular 4 DISPOSITIVOS PROGRAMABLE El alumno será capaz de comprender los fundamentos sobre el diseño de circuitos digitales de mediana escala de integración. Implementará sistemas digitales utilizando un lenguaje para descripción de hardware. El alumno diseñará y construirá sistemas combinacionales utilizando componentes programables LSI. F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 3/7

4 El alumno aprenderá a implementar sistemas combinacionales con dispositivos programable( PLD). 4.1 Clasificación de los circuitos Integrados Monolíticos(CIDM) como SSI, MSI, LSI, VLSI. 4.2 Definición y clasificación de los circuitos digitales configurables Dispositivos Lógicos programable(pld) Conjuntos configurables de puertas(fpga). 4.3 Tecnología y configuración de los dispositivos lógicos programables Tecnologías de los circuitos PLD Tecnología de fusibles Tecnología de memorias pasivas con transistores (MOS borrable con UV, EEPROM, programable por mascara. 4.4 Configuración de los PLD PLD configurables en el sistema PLD configurables fuera del sistema. 4.5 Introducción al lenguaje ABEL Definiciones del lenguaje Descripción Lógica Sintaxis de la descripción lógica (símbolos utilizados, ecuaciones de control y condicionales) 4.6 Simulación de sistemas digitales 4.7 Practicas de los dispositivos lógicos programables combinatorios. El alumno: Aprenderá y conocerá la evolución de los diferentes circuitos, integrados. Conocerá los diferentes dispositivos configurables. Aprenderá como trabaja la tecnología de fusibles en dispositivos PLD así como su funcionamiento. Aprenderá a programar dispositivos PLD con componentes LSI Objetivo particular 5 ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 4/7

5 5.1 Introducción. Almacenamiento de la información: Flip-flops. 5.2 Comparación de los circuitos lógicos secuenciales con los circuitos lógicos combinacionales. 5.3 Características de los circuitos lógicos secuenciales 5.4 Flip-flops como elementos de memoria de los circuitos lógicos secuenciales. 5.5 Diferentes tipos de flip-flops. 5.6 Flip-flop tipo RS. 5.7 Flip-flop tipo JK. 5.8 Flip-flop tipo D. 5.9 Flip-flop tipo T Flip-flop tipo Maestro-Esclavo (Master- slave) Aplicaciones prácticas de los flipflops con componentes MSI Tablas de estado o de excitación de los diferentes tipos de flip-flops El alumno: Aprenderá y comprenderá la forma como se almacena la información en las memorias. Aprenderá y conocerá los diferentes tipos de Flip-Flop para el almacenamiento de información. Sugerencias didácticas En la unidad 1 se sugiere que el profesor: Proponga la solución de ejercicios de manera grupal e individual Proponga ejercicios. En la unidad 2 se sugiere que el profesor: Proponga practicas para probar la tabla de verdad de las compuertas lógicas En la unidad 3 se sugiere que el profesor: Proponga ejercicio en clases. Proponga practicas con componentes MSI. F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 5/7

6 En la unidad 4 se sugiere que el profesor Proponga temas de investigación a los alumnos, sobre temas relacionado con la unidad. Exponga sobre el uso del software de Lattice o Xilínx para la programación de PLD. Proponga practicas con dispositivo PLD s. En la unidad 5 se sugiere que el profesor Proponga ejercicios de extra clase. Proponga practicas con dispositivos PLD s a través del método grafico del software de las compañías Lattice y Xilinx Estrategias de evaluación del aprendizaje Se sugiere se tomen en cuenta los siguientes puntos para evaluar el logro del objetivo de esta asignatura. El profesor podrá designar un porcentaje a cada uno de estos. - Tareas - Examen escrito - Exposiciones orales - Trabajo en equipo - Bibliografía Básica. 1 "Diseño Digital, Principios y Prácticas" - John F. Wakerly - Prentice Hall Hispanoamericana - ISBN ra Ed., : Parte 1, Parte 2, Parte 3. 2 "Teoría de Conmutación y Diseño Lógico" - Frederick J. Hill y Gerald R. Peterson Editorial Limusa - ISBN : Parte 2., Parte 3. 3 Introducción al Diseño Lógico Digital - John P. Hayes - Addison-Wesley Iberoamericana - ISBN ª Ed : Parte 1, Parte 2, Parte 3. 4 "Circuitos Digitales y Microprocesadores" - Herbert Taub - McGraw-Hill de México ISBN ra Ed., F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 6/7

7 Complementaria. 1 Hojas de Datos", de LATTICE Semic de los PLD sitio Web F0142_Diseño de Sistemas Digitales I 7/7