Información administrativa y de contenido

IEE 2712 Sistemas Digitales II-2006 — P. Irarrázaval — Volante #01
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Información administrativa y de contenido
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Horarios y salas
• Clases: Sala A5, Martes y Jueves de 11:30 a 12:50 (MJ-3)
• Ayudantı́as: Viernes de 16:30 a 17:50 (sólo algunas semanas por avisar)
• Atención alumnos: Oficina profesor, Martes y Jueves de 14:00 a 15:00. Consultas breves
se recomienda hacerlas por e-mail: [email protected]
• Página web: IngCursos (con información actualizada). Se mantendrá activa la página
web del semestre pasado para que sirva de consulta (www.ing.puc.cl/˜iee2712)
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Descripción del curso
El objetivo del curso es capacitar al alumno para analizar y diseñar circuitos y sistemass digitales
de escala media a escala avanzada utilizando ciruitos integrados MSI, LSI y dispositivos lógicos
programables. Se enfatizará una metodologı́a de lo simple a lo complejo: comenzando con
compuertas lógicas simples para terminar con una CPU.
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Tópicos
1. Sistemas numéricos y códigos binarios
Sistemas numéricos; sistemas en cualquier base; conversión entre bases; sistema binario, octal
y hexadecimal; código BCD y otros códigos binarios con pesos; operaciones aritméticas; código
complemento de 1 y complemento de 2; códigos alfanuméricos; introducción a los codigos detectores y autocorrectoresde errores.
2. Circuitos combinacionales
Lógica binaria y compuertas lógicas básicas; Álgebra de Switching, identidades básicas y manipulación de expresiones binarias; funciones binarias, expresiones canónicas; simplificación de
expresiones, mapas de Karnaugh, método de Quine-McCluskey; implementación de dos niveles;
implementación multinivel; implementación sólo con compuertas NAND y sólo con compuertas
NOR; Compuertas OR-Exclusivo; familias de circuitos integrados.
3. Diseño de sistemas combinacionales
Métodos de diseño; Análisis; Procedimientos; Diseño de circuitos de mediana escala; introducción
al lenguaje VHDL, diseño utilizando herramientas computacionales.
4. Circuitos secuenciales
Definiciones; latches; flip-flops; análisis de circuitos secuenciales; diseño; representación y diseño
de circuitos secuenciales utilizando VHDL.
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5. Registros y contadores
Registros; registros de desplazamiento; contadores; contadores sincrónicos; otros contadores;
representación VHDL de registros y contadores.
6. Memorias y dispositivos lógicos programables
Tipos de memorias; memorias de acceso aleatorio (RAM); circuitos integrados RAM; arreglos
de memorias RAM; memorias de sólo lectura (ROM); arreglos lógicos programables (FPGA,
CPLD).
7. Transferencias de registro y flujo de datos
Flujo de datos y operaciones; operaciones de transferencia; microoperaciones; transferencias en
base a multiplexores; curso de datos; ALU; desplazador; circuito para el movimiento de datos;
palabra de control; Flujo de datos en una estructura pipeline.
8. Secuenciación y control
Unidad de control; máquinas de estado algorı́tmicas; control alambrado; representación VHDL
para un multiplicador binario; control microprogramado; arquitectura de un computador simple;
control alambrado de un ciclo; control microprogramado multiciclo.
9. Arquitectura de las instrucciones
Direccionamiento de operandos; modos de direccionamiento; estructura de las instrucciones;
instrucciones de transferencia; instrucciones para operaciones sobre datos; operaciones de punto
flotante; instruciones de control de programa; interrupciones.
10. Unidad Central de Proceso (CPU)
Diseño CISC (Complex Instruction Set Computer): Arquitectura de instrucciones; flujos de
datos; control microprogramado; microprograma; microrrutinas. Diseño RISC (Reduced Instruction Set Computer): Arquitectura de instrucciones; modos de direccionamiento; flujo de
datos; control.
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Bibliografı́a
El texto guı́a es: “Logic and Computer Design Fundamentals. Second Edition”, M. Morris
Mano; Prentice Hall 2000.
La versión en castellano y en su primera edición es “Fundamentos de Diseño Lógico y Computadoras”, M.MorrisMano, Charles R. Kime; Prentice-Hall Hispanoamericana, S.A.
1998
Existen muchos libros sobre el tema. Algunos ejemplos son:
IEE 2712 Sistemas Digitales II-2006 — P. Irarrázaval — Volante #01
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• R. H. Katz, “Contemporary Logic Design”, The Benjamin Cummings Publishing
Company, Inc., 1994.
• T. L. Floyd, “Fundamentos de Sistemas Digitales”, Prentice Hall Hispanoamericana,
S. A., 1997.
• V. P. Nelson, H. T. Nagle, B. D. Carroll, J. D. Irwin, “Análisis y Diseño de Circuitos
Lógicos Digitales”, Prentice Hall, 1996.
• John P. Hayes, “Introducción al Diseño Lógico Digital”, Addison-Wesley Iberoamericana, 1996.
• Richard S. Sandige, “Modern Digital Design”, McGraw-Hill, 1990.
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Evaluación
La evaluación del curso se realizará en base a tareas y controles obligatorios (T ), tres pruebas
(I) y un examen (E). La nota se calculará como N = T × 10% + I1 × 15% + I2 × 20% + I3 ×
25% + E × 30%.
En este curso es obligación rendir todas las pruebas. Si alguien por motivos de causa mayor
no puede rendir una, la nota para esa prueba se calculará como el promedio entre la nota del
examen y de un examen oral que los alumnos deberán rendir en algunos dı́as después de la fecha
de la prueba a la que faltaron.
Dentro de las tareas se considera dos proyectos de laboratorio donde los alumnos tendrán
que construir un circuito combinacional (proyecto 1) y un circuito secuencial (proyecto 2).
Existirá eximición del examen para los mejores alumnos que hayan rendido y obtenido sobre
4,0 en todas las pruebas, y hayan hecho un buen porcentaje de las tareas y controles.
Las notas de las evaluaciones serán semi-relativas: cada prueba recibirá un puntaje (la suma
de los puntajes en cada pregunta, que pueden ser 0, 3 o 4). Se fijará un puntaje para la nota 1.0.
Se fijará un puntaje para la nota 4.0 (no necesariamente el 50%), éste es el puntaje mı́nimo que
el profesor considera que el alumno debe responder para pasar. Finalmente se fija un puntaje
para el 7.0, tı́picamente cercano al máximo obtenido o el máximo posible. La nota se obtiene
de una interpolación lineal entre estos puntajes.
Los alumnos tendrán derecho a pedir recorrección de una prueba. En clase se explicará el
mecanismo (éste incluye la posibilidad de bajar o subir la nota).
Las fechas de las pruebas y exámenes son las definidas por la dirección de docencia (revisar
la página www.ing.puc.cl/dirdoc para la información actualizada):
I1
I2
I3
E
12 septiembre
10 octubre
14 noviembre
6 diciembre
2006
2006
2006
2006