Asignaturas antecedentes y subsecuentes Diseño de Sistemas Digitales II

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1 PROGRAMA DE ESTUDIOS Diseño de Sistemas Digitales I Área a la que pertenece: Área Sustantiva Profesional Horas teóricas: 3 Horas prácticas: 2 Créditos: 8 Clave: F0157 Asignaturas antecedentes y subsecuentes Diseño de Sistemas Digitales II 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 constituyen una de las bases de la tecnologías de Información; y el diseño de sistemas digitales cumplen un papel importante para comprender la lógica digital de los sistema, así como el almacenamiento de la información a través de diferentes dispositivos de 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 así 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 comprenderá y diseñara sistemas digitales con aplicaciones reales a través de dispositivos programables con el uso y la comprensión del álgebra de boole. F0157_Diseño de Sistemas Digitales I 1 / 6

2 CONTENIDO 1 SISTEMAS NUMÉRICOS Mostrar al estudiante los principios de los sistemas de numeración y códigos binarios para presentar la información en los sistemas digitales Introducción 1.2. Sistemas de Numeración Sistemas Numérico Decimal Sistema Binario Sistemas Octales Sistemas Hexadecimales Conversión entre los Sistemas de Numeración Operaciones aritméticas de los Sistemas de Numeración Representación de los Códigos Digitales Capacidad para el manejo de cualquier sistema numérico. 2 ÁLGEBRA BOOLEANA Y FAMILIAS LÓGICAS El alumno estará capacitado para analizar las distintas tablas de verdad de las compuertas lógicas, así mismo podrá dibujar los diagramas de temporización de las diversas compuertas lógicas. El alumno podrá escribir las expresiones booleanas para las compuertas -lógicas y sus combinaciones. El alumno implementara circuito lógico con el empleo de compuertas lógicas AND y OR, así mismo describirá las características de las señales activas lógicas en BAJO y activas en ALTO Constantes y variables booleanas Descripciones algebraicas de los circuitos lógicos Evaluación de la salida de los circuitos lógicos Teorema de Boole y de Morgan. Al término de esta unidad el alumno aprenderá y comprenderá como trabajan los sistemas digitales. F0157_Diseño de Sistemas Digitales I 2 / 6

3 2.5. Tablas de verdad Operadores Lógicos Familias lógicas Implementación y cronograma de los circuitos lógicos. 3 SISTEMA COMBINACIONAL El alumno aprenderá a reducir expresiones lógicas algebraicas a 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 Operaciones lógicas Definición Representación canónica de una función lógica 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 combinacional Dispositivos MSI estándares Aplicaciones prácticas con componentes MSI (decodificadores, Multiplexores, Decodificadores, Codificadores, Comparadores Sumadores Restadores y Convertidor de Código. El alumno aprenderá como representar una tabla de verdad en expresión Maxitermino y Minitermino. El alumno aprenderá a analizar y a la minimización de circuitos combinacionales. El alumno aprenderá a desarrollar aplicaciones con circuitos combinacionales con elementos MSI. F0157_Diseño de Sistemas Digitales I 3 / 6

4 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. El alumno aprenderá a implementar sistemas combinacionales con dispositivos programable(pld) Clasificación de los circuitos Integrados Monolíticos (CIDM) como SSI, MSI, LSI, VLSI Definición y clasificación de los circuitos digitales configurables Dispositivos Lógicos programable (PLD) Conjuntos configurables de puertas (FPGA) 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 Configuración de los PLD PLD configurables en el sistema PLD configurables fuera del sistema 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 El alumno aprenderá y conocerá la evolución de los diferentes circuitos, integrados. El alumno conocerá los diferentes dispositivos configurables. El alumno aprenderá como trabaja la tecnología de fusibles en dispositivos PLD así como su funcionamiento. El alumno aprenderá a programar dispositivos PLD con componentes LSI F0157_Diseño de Sistemas Digitales I 4 / 6

5 4.7. Practicas de los dispositivos lógicos programables combinatorios. 5 ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN 5.1. Introducción. Almacenamiento de la información: Flip-flops Comparación de los circuitos lógicos secuenciales con los circuitos lógicos combinacionales Características de los circuitos lógicos secuenciales 5.4. Flip-flops como elementos de memoria de los circuitos lógicos secuenciales Diferentes tipos de flip-flops Flip-flop tipo RS Flip-flop tipo JK Flip-flop tipo D 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. El alumno aprenderá y conocerá los diferentes tipos de Flip-Flop para el almacenamiento de información. Sugerencias didácticas UNIDAD 1 Solución de ejercicio grupal e individual Ejercicio propuesto. UNIDAD 2 Exposición del profesor en los temas relacionada con la unidad. Proponer practicas para probar la tabla de verdad de las compuertas lógicas UNIDAD 3 Exposición del profesor de los temas relacionados Proponer ejercicio en clases. Proponer prácticas con componentes MSI. UNIDAD 4 F0157_Diseño de Sistemas Digitales I 5 / 6

6 Exposición del profesor de temas relaciones con la unidad. Proponer de Investigación a los alumnos, sobre temas relacionado con la unidad. Exposición del profesor sobre el uso del software de Lattice o Xilínx para la programación de PLD. Proponer practicas con dispositivo PLD s. UNIDAD 5 Exposición del profesor de los temas relacionados con la unidad. Proponer ejercicios de extra clase. Proponer practicas con dispositivos PLD s a través del método grafico del software de las compañías Lattice y Xilinx Estrategias de evaluación del aprendizaje Tareas 10% Practicas 50% Examen 40% Bibliografía Básica Bibliografía Complementaria 1. John F. Wakerly, "Diseño Digital, Principios y Prácticas", Prentice Hall Hispanoamericana - ISBN ra Ed., : Parte 1, Parte 2, Parte Frederick J. Hill y Gerald R. Peterson, "Teoría de Conmutación y Diseño Lógico" - Editorial Limusa - ISBN : Parte 2., Parte John P. Hayes - Addison-Wesley Iberoamerican, Introducción al Diseño Lógico Digital, a - ISBN ª Ed : Parte 1, Parte 2, Parte Herbert Tabú, "Circuitos Digitales y Microprocesadores", McGraw-Hill de México - ISBN ra Ed., Hojas de Datos", de LATTICE Semic de los PLD 6. sitio Web F0157_Diseño de Sistemas Digitales I 6 / 6