PROGRAMA DE ESTUDIOS Área a la que pertenece: Área de Formación Integral Profesional Horas teóricas: 3 Horas prácticas: 2 Créditos: 8
Diseño de Sistema Digital II
Clave: F0173
Asignaturas antecedentes y subsecuentes
Diseño de Sistema Digital I
PRESENTACIÓN
Los avances en la tecnología en la integración de componentes en un solo chip a avanzado desde la aparición de componentes SSI( pequeña escala de integración) hasta GLSI( Giga gran escala de integración), esto ha repercutido en el diseño de sistemas digitales, debido a que pueden programar y reconfigurar en los diseño a través herramientas de programación de lenguajes de descripción de hardware( VHDL, ABEL, Verilog VHDL), desarrollando sistemas digitales mas rápidos y mas versátiles , por lo cual con el estudio de los sistemas digitales podemos el desarrollo desde sistemas simples hasta sistema complejos. El estudio de sistemas digitales es una herramienta que nos ayuda a entender, a desarrollar sistema con mediano nivel de complejidad y con el objetivo de enriquecer a los alumnos, su sentido de creatividad e interesarse en formar parte de proyectos de investigación.
OBJETIVO GENERAL
El alumno conocerá y evaluará las herramientas de diseño de circuitos digitales complejos como unidades aritmético-lógicas y procesadores. Comprenderá el desempeño de los circuitos digitales utilizando la tecnología LSI en dispositivos programables y aplicará sus habilidades para diseñar e implementar sistemas de control digital.
CONTENIDO Unidad No. 1 Objetivo particular
El aprenderá a examinar individualmente la naturaleza de las señales en diversas formas, así como los procedimientos formales para el Análisis y Diseño Digital.
Hrs estimadas
Temas Resultados del aprendizaje
1.1. Introducción
1.2. Estructura Formal de los cirrcuitos Secuenciales
1.3. Naturaleza de las Señales:
1.3.1. Niveles Asíncronos 1.3.2. Niveles Síncronos 1.3.3. Impulsos Asíncronos 1.3.4. Impulsos Síncronos 1.4. Diversas Formas de Representación de un Sistema Digital:
1.4.1. Diagrama de Fase o Tiempo 1.4.2. Tablas de Estados Mealy y
Moore
1.4.3. Gráficas de Transiciones o Estados
1.5. Clasificación de los Sistemas Secuenciales
1.5.1. Circuitos Asíncrono,
impulsionales y Síncronos
1.5.2. Circuitos con
Retroalimentación Directa
1.5.3. Operación de los circuitos
asíncronos en modo fundamental
2. El alumno aprenderá y comprenderá los niveles sincrono y asíncronos de los sistemas digitales.
3. El alumno comprenderá los
diagramas de estados, así como la calificación y operación de los circuitos digitales y sus tablas de estados para el diseño de sistemas digitales.
Unidad No.
2 ANÁLISIS DE LOS CIRCUITOS SECUENCIALES Objetivo
particular
EL alumno aprenderá la forma como trabajan los diferentes circuitos Síncronos y asíncronos.
Temas Resultados del aprendizaje 2.1. Introducción 2.2. Flip-flop asíncrono 2.2.1. Flip-flop R-S Asíncrono 2.2.2. Flip-flop J-K Síncrono 2.2.3. Flip-flop T
2.3. Flip-flop Síncrono activado por nivel
2.3.1. Flip-flop R-S- Síncrono
activado por nivel.
2.3.2. Flip-flop J-K Síncrono
activado por nivel.
2.3.3. Flip-flop D Síncrono activado por nivel.
2.4. Flip-flop Síncrono activado por flanco
2.4.1. Flip-flop D Síncrono activado por flanco.
2.4.2. Flip-flop J-K Síncrono
activado por flanco.
2.4.3. Flip-flop T Síncrono activado por flanco.
2.5. Sistemas Secuenciales de
Aplicaciones Generales.
2.5.1. Contadores Asíncrono
Binario
2.5.2. Contadores Síncrono Binario 2.6. Aplicaciones con PLD con
componentes LSI.
El alumno comprenderá el uso de los diferentes circuitos con flip-flop, como una parte inicial en el almacenamiento de la información.
Unidad No.
3 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE LOS CIRCUITO SECUÉNCIALES CON AUTÓMATAS
Objetivo particular
Al termino de la unidad el alumno aprenderá a diseñar sistema digitales con circuitos secuenciales.
Hrs estimadas
Temas Resultados del aprendizaje
3.1. Análisis de los Circuitos
Secuenciales Síncronos 3.1.1. Tablas de Estados 3.1.2. Diagramas de Estados 3.1.3. Diagramas de Tiempo 3.2. Procedimientos de Diseño de Circuitos Secuenciales
3.2.2. Obtención de los diagramas
El alumno comprenderá los sistemas digitales con circuitos secuenciales. El alumno aprenderá a diseñar circuitos digitales con maquina de estados finitos. El alumno aprenderá a reducir circuitos secuenciales por métodos de reducción de tablas de estados.
3.2.3. Tabla de Estado
3.2.4. Ecuaciones de Excitaciones de los Flip-flop
3.2.5. Diseño de Circuito
Secuencial
3.3. Método para la Reducción de Tabla
de Estado
3.3.2. Método por Inspección 3.3.3. Método por Implicación 3.3.4. Método por Partición
3.4. Asignación de estado
3.5. 3.5 Aplicaciones de los circuitos con Flip-Flop con PLD’s Unidad No. 4 LENGUAJE VHDL Objetivo particular
El alumno diseñara sistema de control digital para automatizar procesos con lenguaje VHDL.
Hrs estimadas
Temas Resultados del aprendizaje
4.1. 4.1 Lenguaje VHDL
4.1.1. Características generales 4.1.2. Sintaxis del lenguaje VHDL 4.1.3. Elementos fundamentales
del lenguaje
4.1.4. Descripción estructural.
4.2. Diseño de Controladores digitales
mediante VHDL.
4.3. Diseño jerárquico en VHDL.
4.4. Sistemas integrados en VHDL
4.5. Aplicaciones con componentes
4.5.1. Control Automático del
Funcionamiento de un Semáforo.
4.5.2. Control Automático de un
Crucero de Ferrocarril de vía única.
4.5.3. Control Detector de
Secuencia.
4.5.4. Frenado e inversión de
Marcha de un Motor Serie con Doble inductor.
4.5.5. Controlador de motor de pasos.
El alumno sera capaz de diseñar controladores digitales mediante VHDL
Sugerencias didácticas UNIDAD 1
1. Exposición del profesor de los temas relacionados con la unidad.
2. Participación de los alumnos .
UNIDAD 2
1. Exposición del profesor de los temas relacionados con la unidad.
2. Utilizar el software de Lattice o Xilinx para la implementación de ejemplos
prácticos con flip-flop .
3. Proponer practicas con flip-flop
UNIDAD 3
1. Exposición del profesor de los temas relacionados con los temas de esta
unidad.
2. Utilizar el software de Xilinx para la simulación de diagramas de estados.
3. Proponer ejercicio al alumno para resolver.
4. Participación de los alumnos en el diseño de sistemas digitales secuénciales.
5. Que el profesor proponga practicas con dispositivos PLD’s
UNIDAD 4
1. Utilizar, herramientas CAD para el diseño de sistema digitales como ORCAD,ISPDesignExpert de Lattiice y el Xilinx ISE para el lenguaje VHDL.
2. Proponer ejercicios de Extraclase.
3. Proponer prácticas para circuitos con VHDL.
Estrategias de evaluación del aprendizaje
1. Tareas 20 % 2. Practicas 40%
3. Examen 40%
Bibliografía Básica
1 VHDL "El arte de programar sistemas digitales" Autor: David G. Maxinez, Jessica Alcalá
CECSA
Primera 2002
2 VHDL "Lenguaje para síntesis y modelado de circuitos" Autor: Fernando Pardo, José A. Boluda.
Editorial: AlFaomega.
Edición: Primera 2000
3 Dispositivos lógicos Programables y sus aplicaciones Enrique Mandado, L. Jacobo Alvarez, Ma. Dolores Valdès
Editorial: Paraninfo
Complementaria xillinx y software para la simulacion.
5. www.latticesemic.com
6. www.xillinx.com
