Instituto Tecnológico de Querétaro

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1 DISEÑO DIGITAL CON VHDL Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Guía de Práctica de Diseño Digital con VHDL. I.-NÚMERO DE GUÍA: 01. II.- NOMBRE: MAPAS DE KARNAUGH EN VHDL..- Datos generales a) Modalidad: X Básica Dirigida Libre b) Fecha de práctica: 14 de Febrero. c) Número de alumnos: _4. d) Duración en horas: _2. e) Fecha de revisión: 21 de Febrero. f) Evaluación: Individual X Por equipo Seguridad A% Bitácora y Reporte B% Realización C% Cuestionario D% Análisis de Resultados E% % III.- COMPETENCIAS DE IMPACTO: Generales: Conocimientos básicos de la carrera. Especificas: Habilidades básicas de manejo de la computadora. Diseñar y programar circuitos secuenciales. Estructurar sistemas digitales utilizando lenguaje VHDL. Total IV.- INTRODUCCIÓN Y FUNDAMENTO TEÓRICO: El mapa de Karnaugh es una herramienta muy útil para la simplificación y minimización de expresiones algebraicas Booleanas. Es similar a una tabla de verdad, ya que muestra todos los posibles valores de las variables de entrada y la salida resultante para cada valor. Es una secuencia de celdas en la que cada celda representa un valor binario de las variables de entrada. El número de celdas de un mapa de Karnaugh es igual al número total de combinaciones de las variables de entrada, al igual que el número de filas para una tabla de verdad, es decir, si un mapa tiene 3 variables, (2) elevado a la 3 = 8. Las celdas del mapa K se marcan de modo que las celdas horizontalmente y verticalmente adyacentes, solo difieran en una variable. Como se observa en la figura 1. Página1

2 DISEÑO DIGITAL CON VHDL Figura 1. Mapa de Karnaugh de 4 variables. V.- TRAZABILIDAD: La práctica uno inicia con el estudio del leguaje VHDL. Se identifican las características principales, como son: modelado estructural, programación de PLD s y FPGA s, diseño y comportamiento del hardware de un sistema digital desde un nivel estructural de compuertas hasta un alto nivel de abstracción. VI.- SEGURIDAD E HIGIENE: Maneje con precaución la tarjeta. El cable del programador presenta fallas, trate de estabilizarlo VII-EQUIPO Y MATERIALES Cantidad 1 Tarjeta FPGA 1 Programador (depende de la tarjeta) 1 Display alfanumérico cátodo común. 1 Protoboard Varios Cables dupont macho-macho. Descripción Página2

3 VIII.- METODOLOGÍA (Procedimiento): Secuencia Acción a Realizar 1. Seleccione un grupo de música de al menos 12 caracteres. 2. Genere una tabla de verdad de cuatro variables de entrada con 16 salidas (una para cada led del display alfanumérico) 3. Reduzca cada salida en mapas K. 4. Introduzca cada función en su programa de VHDL 5. Busque en su manual de la tarjeta los módulos de expansión. 6. Asigne pines como puertos de entrada y salida. 7. Compile y genere el programa. 8. Genere el diagrama de tiempos. 9. Grabe el programa en la tarjeta. 10. Conecte sus salidas al display. Anexe tabla de verdad, mapas k, código VHDL, diagrama de tiempos y fotos de su circuito. IX.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS: Detalles trascendentes o novedosos a considerar para reforzar el aprendizaje X.- EVALUACIÓN Y REPORTE: (Es posible usar otros instrumentos).- Cuestionario: 1. Mencione para que sirve la librería ieee 2. Declaro las variables de salida como bit o como vector? Qué lo llevo a decidir? 3. Qué es mejor usar en un mapa k. 0 ó 1? y porque? 4. Cuál es la sintaxis para una and de 3 y and de 4 entradas? 5. En que se baso al usar los módulos de expansión? Página3

4 .- Respuestas al cuestionario: No. Respuesta Análisis de resultados: Notas XI.-REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: Ordenar alfabético por apellido, para el caso de libros se recomienda: Autor(es) Año Nombre Edición Editorial 1. Morris M. Mano David G. Maxinez Fundamentos de Diseño Lógico y de Computadoras VHDL: El Arte de Programar Sistemas Digitales Tercer a Pearson CECSA Anexos Página4

5 Historial de la práctica Revisión -0- I. II. III. IV. V. VI. VII. Fecha 19ene 2017 Página5