Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Computación Organización y Estructura del Computador II Taller #1: Logisim Logisim es una herramienta de libre distribución para diseñar y simular circuitos lógicos digitales, cuenta con una interfaz intuitiva y un simulador sencillo que permite el aprendizaje de los conceptos básicos de la lógica de circuitos digitales que se verán en la materia. Permite diseñar grandes circuitos a partir de otros más simples, permitiendo el diseño de un procesador. PARTE 1: En esta primera parte se realizaran los pasos básicos para el uso de la herramienta y la realización de un circuito sencillo. 1. Descargar la herramienta del siguiente enlace: http://sourceforge.net/projects/circuit/files/ Y seleccionar el siguiente link: 2. Al ejecutar el archivo descargado nos saldrá la siguiente ventana y daremos click en ejecutar.
3. Y listo! Al ejecutar el programa se tendrá un entorno como el siguiente Donde los atributos que se encuentran en la parte superior izquierda permiten: Seleccionar cambios y permite testear el circuito. Seleccionar componentes, mostrar atributos del mismo, entre otros. Introducir texto en el lienzo de trabajo o añadir nombre a componentes. Y el resto de los atributos se verán a medida que vaya avanzando el taller. 4. Construyendo un circuito muy sencillo: Para este paso construiremos una compuerta AND. a. Recordemos como se ve una compuerta AND y su tabla de verdad: x y x AND y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
b. Construir el circuito es más fácil insertando la puerta primero a modo de esqueleto para luego añadir el cableado al circuito. La añadiremos con el atributo de puerta AND que se encuentra en la parte superior con el siguiente símbolo hasta el lugar deseado en el lienzo., luego la arrastraremos c. Para añadir las entradas x e y a la compuerta lo haremos con el pin de entrada que se encuentra en la barra superior identificado con el símbolo, se colocara la cantidad de pines de entrada necesarios para simular las entradas de la puerta que acabamos de añadir, en este caso 2.
d. Para añadir la salida, incluiremos un pin de salida identificado con, detrás de la compuerta. Si decides que no te gusta donde haz puesto algún elemento en el lienzo puedes seleccionarlo con la herramienta y dar clic derecho, luego seleccionar borrar. Con esta herramienta también se pueden reordenar los elementos en el lienzo. e. Para conectar el circuito es decir añadir cables se utilizara también la herramienta seleccionando los elementos que se quieren conectar, al conectarlos, el pin de salida debería cambiar de color azul a verde ya que indica que la salida tendrá un posible valor.
f. Si se quiere añadir texto al circuito se dispone de la herramienta, se puede añadir en cualquier parte del lienzo o seleccionar un componente y así asignarle un nombre, en el caso del circuito el pin de salida será Salida, y los pines de entrada uno x y otro y. También identificaremos la compuerta poniéndole Puerta AND. g. Ya al tener estos pasos realizados seleccionaremos la herramienta para testear el circuito, haciendo clic sobre los pines de entrada para colocar su valor en 0 o en 1, depende de lo que se quiera probar y así verificar la salida. Aquí vemos las cuatros combinaciones posibles con sus respectivas salidas y podemos verificar si el circuito está bien realizado. 0 AND 0 1 AND 0
1 AND 1 0 AND 1
5. Ahora se quiere construir un circuito lógico que implemente más de una puerta, tal como la puerta XOR, en primer lugar, se realiza el diseño en papel del circuito con la tabla de verdad asociada: a. Como primer paso añadiremos las puertas necesarias para implementar el circuito descrito anteriormente, estas puertas básicas como el AND, OR y NOT las encontraremos en la barra superior con los símbolos AND ( ), OR ( ), NOT ( ), si la puerta que necesitamos no se encuentra en la barra superior, contamos con el panel ubicado a la izquierda donde se encuentran una serie de ficheros, incluyendo uno llamado Puertas, donde están otras puertas que se pueden utilizar para realizar un circuito, si este panel no se ve, se accede con la herramienta
b. Agregamos los pines de salida y entrada necesarios para el circuito, en este caso necesitamos dos de entrada para x e y, y el de salida. c. Luego conectamos los cables como se hizo en el punto 4, notemos que si el cable está mal conectado el mismo se verá en rojo.
d. Luego agregamos texto al circuito y lo podemos testear de la misma manera que en el punto 4. e. Para guardar el circuito realizado en la barra superior seleccionaremos Archivo -> Guardar Como y seleccionamos el destino. El archivo que se genera será con extensión.circ
Ejercicio: Simular en logisim las puertas lógicas OR, NAND y NOR. PARTE 2: En esta parte veremos una propiedad importante que brinda logisim para analizar el circuito que se haya realizado. 1. Para acceder a esta propiedad iremos a Proyecto -> Analizar Circuito
2. Al analizar el circuito nos dará la tabla de verdad asociada en la pestaña Tabla, y podemos comprobar que es la tabla que realizamos en un principio de la puerta XOR, en la pestaña Expresión veremos la ecuación booleana asociada.
3. Ahora en la pestaña Minimizado, logisim realiza una minimización del circuito que se realizó, se puede escoger ver la minimización por productos de sumas, o sumas de productos, realizando este un mapa de karnaugh para minimizar.
4. Se puede escoger alguna minimización y logisim realizara un nuevo circuito dependiendo de la minimización escogida, también se puede escoger como se quiere que se realice el nuevo circuito, sólo con puertas NAND o sólo con puertas de dos entradas o sin escoger alguno de estos ítems. Hay que tener en cuenta que el circuito que se había realizado se reemplazara por la minimización que logisim realice con los parámetros escogidos.
5. Al escoger reemplazar el circuito podemos ver si nos conviene como lo realizamos en un principio o como lo minimiza logisim, también se puede comprobar que los circuitos resultantes a la minimización son equivalentes al circuito original. Abajo hay dos circuitos minimizados por logisim de la puerta XOR realizada anteriormente con parámetros distintos. Ejercicio: Realizar la minimización con diferentes parámetros de los circuitos realizados en la parte 1 del taller, verificar si tienen menos compuertas y si los circuitos son equivalentes. GDOECII