Técnicas Digitales II - Universidad Católica Argentina

Pontificia Universidad Católica Argentina
“Santa María de los Buenos Aires”
Facultad de Ciencias Fisicomatemáticas e Ingeniería
PROGRAMA DE TECNICAS DIGITALES II
335
PLAN DE ESTUDIOS 2006 - AÑO 2010
Carrera: Ingeniería Electrónica
Ubicación en el Plan de Estudios: 3er Año – Cuatrimestral
Carga Horaria: 6 horas/ semana (90 horas en el cuatrimestre: teoría 45 horas; resolución de
problemas 23 horas; experiencias de laboratorio 22 horas)
Objetivos de la materia:
Conocer los distintos tipos de dispositivos biestables. Conocer los principios del diseño lógico
secuencial. Analizar, diseñar, simular e implementar circuitos lógicos secuenciales. Conocer los
principales circuitos secuenciales MSI y circuitos de memorias. Conocer los circuitos
programables. Conecer la arquitectura de Von Neuman. Introducir al diseño con
microcontroladores.
Contenidos de la materia:
Unidad 1: DISPOSITIVOS BIESTABLES.
Dispositivos biestables, astables y monoestables. Análisis digital de dispositivos
biestables. Descripción analógica y comportamiento metaestable. Biestables asincrónicos.
Biestables S-R y S-R con habilitación. Circuitos lógicos, tablas de funcionamiento, símbolos
lógicos, diagramas de tiempo. Biestables sincrónicos o flip-flops. Flip-flop S-R maestro esclavo.
Flip-flop J-K maestro esclavo y disparado por flanco. Flip-flop D. Flip-flop T. Circuitos lógicos,
tablas de funcionamiento, símbolos lógicos, diagramas de tiempo. Ecuaciones características y
tablas de excitación de los dispositivos biestables.
Unidad 2: REGISTROS, CONTADORES Y REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO.
Biestables y registros, simbología. Contadores. Contadores de propagación. Contadores
sincrónicos. Diseño. Decodificación de estados en contadores binarios. Contadores BCD.
Registros de desplazamiento. Estructura. Conversión serie-paralelo. Contadores con registros de
desplazamiento. Contadores en anillo. Contadores Johnson. Simbología.
Unidad 3: CIRCUITOS MSI, MEMORIAS Y CIRCUITOS PROGRAMABLES.
Contadores y registros de corrimiento con circuitos integrados MSI. Diseño asistido por
computadora. Estado del arte. Ejemplos de aplicación. Diseño y simulación en computadora de
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circuitos secuenciales con circuitos integrados MSI. Memorias RAM Estáticas y dinámicas.
Dispositivos lógicos programables (PLDs).
Unidad 4: ANÁLISIS DE MÁQUINAS DE ESTADOS SINCRÓNICAS.
Estructura de máquinas de estados sincrónicas. Modelos de Mealy y de Moore. Lógica de salida.
Ecuaciones características. Análisis de máquinas de estado con flip-flops D. Tablas de estado y
salida. Diagramas de estado. Ecuaciones de excitación. Ecuaciones de transición. Tabla de
transición. Análisis de máquinas de estado con flip-flops J-K.
Unidad 5: SÍNTESIS DE SISTEMAS SECUENCIALES CON FLIP-FLOPS.
Diseño de máquinas de estados sincrónicas con flip-flops. Diseño de tabla de estado.
Minimización de estado. Criterios de asignación de estados. Síntesis utilizando flip-flops D. Uso
de las tablas de transición de los flip-flops. Obtención de las ecuaciones de próximo estado y de
salida. Ejemplos de diseño que utilizan flip-flops D. Corrimiento de fase del reloj.
Metaestabilidad. Carreras.
Unidad 6: ORGANIZACIÓN DE UNA COMPUTADORA.
Unidades funcionales y sus vinculaciones; estructura de buses. Principios generales de
funcionamiento, arquitectura de Von Newman, concepto de programa almacenado. Conjunto de
instrucciones a nivel de máquina, distintos tipos de instrucciones y modos de direccionamiento.
Unidad 7: UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS.
Registros internos, transferencias entre registros. Descripción formal del ciclo completo de
ejecución de instrucciones. Distintos tipos de arquitecturas de computadoras. Estudio de caso de
un microcontrolador.
Unidad 8: ENTRADA-SALIDA
Interrupciones. Entrada salida. Arquitecturas de dos buses y mapeada en memoria. Controladoras
de entrada-salida. Periféricos. Descripción de un sistema basado en microcontrolador.
Trabajos Prácticos
TP1: Cerrojos y Flip-Flops.
TP2: Circuitos secuenciales MSI.
TP3: Diseño con microcontroladores.
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Bibliografía General:
- "Diseño Digital, Principios y Prácticas", Tercera Edición, Prentice Hall 2001. Wakerly, John
F.
- "Electrónica, de los sistemas a los componentes", Addison-Wesley Iberoamericana 1995.
Storey, Neil.
- "Computer Architecture a Quantitative Approach", 3th Edition, Patterson, David A.y John L.
Hennessy.
- "Computer Organization and Design, the Hardware/Software Interface", 3th. Edition,.
Patterson, David A. y John.L. Hennessy.
- Biblioteca Digital IEEE.
Metodología de Enseñanza y Evaluación:
El proceso de Enseñanza – Aprendizaje se desarrollará a través de los siguientes métodos:
- Clases teóricas y prácticas en las que se fomentará la participación activa de los alumnos.
- Resolución de problemas de aplicación, en forma individual y grupal.
- Análisis y discusión de Casos, con trabajo grupal.
- Presentación y discusión de Artículos Técnicos extraídos de publicaciones
especializadas, con trabajo grupal.
- Desarrollo de un diseño, con trabajo grupal.
La metodología de Evaluación para aprobar la condición de Cursada de la materia y estar
habilitado para rendir Examen Final consistirá en un Examen Parcial en la fecha convenida con
nota de aprobación mínima 4 (cuatro). El examen parcial podrá ser recuperado en una única
oportunidad. Es requisito adicional tener cumplimentados los trabajos prácticos de laboratorio
con asistencia obligatoria a las prácticas, desarrollo de los trabajos prácticos propuestos y entrega
de los informes correspondientes.