Unidad 2: Análisis y diseño - Universidad de Especialidades del

UNIVERSIDAD DE ESPECIALIDADES ESPÍRITU SANTO
FACULTAD DE SISTEMAS TELECOMUNICACIONES ELECTRONICA
SYLLABUS
FOR DAC 11 VER 12 03 09
MATERIA: SISTEMAS DIGITALES II
PROFESOR: ING. MARCOS TOBAR MORAN
HORAS PRESENCIALES: 40 H
AÑO: 2010
DÍAS: LUNES A JUEVES
AULA: B
CODIGO: CREDITOS: 3
HORAS NO PRESENCIALES: 80 H
PERÍODO: INTENSIVO I
HORARIO: 18:00 – 19:15
Fecha elaboración syllabus: 11/01/2010
1.- DESCRIPCIÓN
El profesional de Ingeniería en Sistemas telecomunicaciones y electrónica debido al avance de la tecnología debe tener
conocimientos de Hardware como son los circuitos integrados de pequeña, mediana, gran escala y elementos de memoria que se
utilizan para construir sistemas digitales con lógica secuencial. Para ello debe tener una comprensión profunda de la forma en la que
trabajan los sistemas digitales y ser capaz de aplicar sus conocimientos al análisis y detección de fallas de cualquier sistema digital
en lo que respecta a circuitos lógicos secuenciales y sistemas que manejan un mayor numero de variables de control.
El principal objetivo de la asignatura es el análisis, diseño e implementación de cualquier sistema digital, especialmente de sistemas
de múltiple entrada-múltiple salida. El estudiante aprenderá a interconectar módulos de construcción (circuitos integrados de
pequeña, mediana y gran escala) que funcionaran bajo la supervisión de un controlador secuencial que coordinara las diferentes
acciones preestablecidas por un algoritmo de control con la finalidad de lograr un determinado trabajo.
2.- JUSTIFICACIONES
Incluir temas de utilidad como análisis de circuitos secuenciales desde sus elementos mas simples hasta la implementación de
circuitos de una mayor complejidad justifican el dictado de la misma con la finalidad de ampliar la madurez en el análisis y diseño de
estas maquinas que harán que el estudiante este al tanto de las nuevas tecnologías en el diseño digital así como la utilización de
software para garantizar su correcto funcionamiento
3.- OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GENERALES
Proporcionar una visión global de los circuitos integrados digitales de lógica secuencial de pequeña y mediana escala, como son los
elementos básicos de memoria la celda binaria flip flop así como elementos que cumplen una función especifica como los registros
de desplazamiento universal, contadores y memorias con una visión somera del estado de desarrollo actual de esta tecnología para
la implementación de circuitos secuenciales en forma optima
.
3.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
 Conocer las características especiales (eléctricas y físicas) de los principales integrados de pequeña y mediana escala
 Analizar circuitos digitales elementales donde se usan la sincronización utilizando osciladores y circuitos de reloj.
 Poder diseñar circuitos secuenciales sencillos
 Conocer los elementos necesarios para polarizar en forma adecuada los elementos mencionados para lograr un
funcionamiento óptimo en los circuitos.
 Poder resolver con el mismo grado de dificultad de los problemas resueltos en clase y de los enviados como deber.
4. COMPETENCIAS
- Desarrollar una comprensión clara de los diferentes elementos básicos secuenciales para la implementación y el diseño de
diferentes tipos de flip flop y utilizarlos en la implementación de conversión de flip flop cuando no se encuentren en el mercado.
- Desarrollar análisis y diseño de cualquier circuito secuencial utilizando los diagramas de estado y a la vez reglas que ayuden a
optimizar el diseño final del circuito
- Desarrollar la implementación de circuitos digitales secuenciales mas complejos utilizando las técnicas de lenguaje RTL y los
diagramas ASM que son la base para el diseño de cualquier sistema digital secuencial en forma optima
5. CONTENIDO PROGRAMÁTICO
SESIONES
SESIÓN 1
11/01/ 2010
SESIÓN 2
12/01/2010
COMPETENCIAS
Desarrollar una comprensión
clara de los diferentes
elementos básicos
secuenciales para la
implementación y el diseño
de diferentes tipos de flip
flop y utilizarlos en la
implementación de
conversión de flip flop
cuando no se encuentren en
el mercado
UNIDADES / CONTENIDOS
Unidad 1: Fundamentos de la
maquina secuencial



SESIÓN 3
13/01/2010


SESIÓN 4
14/01/2010



Presentación de la asignatura.
Entrega
del
programa
y
explicación de los criterios de
evaluación al alumno.
Presentación de textos guías y
complementarios.
Generalidades
Conceptos de memoria. La
celda binaria
Tarea: Ejercicios Propuestos
Los Flip Flop
Tarea: Desarrollar ejercicios
propuestos en clases.
Revisión de los E.P. en la clase
anterior.(evaluación
en
el
pizarrón).
Los circuitos de reloj
Tarea: Ejercicios propuestos en
clases.
HORAS NO PRESENCIALES
Investigar sobre memoria y celda
binaria
EVALUACIÓN
Participación en clases
Investigar sobre los Flip Flops
Participación en clases
Investigar sobre Circuitos de reloj
Participación en clases
Investigar sobre los tipos de Flip Flop
Participación en clases

SESIÓN 5
18/01/2010
SESIÓN 6
19/01/2010
SESIÓN 7
20/01/2010
SESIÓN 8
21/01/2010
SESIÓN 9
25/01/2010
SESIÓN 10
26/01/2010
SESIÓN 11
27/01/2010
Desarrollar análisis y diseño
de cualquier circuito
secuencial utilizando los
diagramas de estado y a la
vez reglas que ayuden a
optimizar el diseño final del
circuito.
Los tipos de Flip Flop: El Flip
Flop SET/RESET, El Flip Flor D ,
Desarrollo de ejercicios en
clases.
 Tarea: Ejercicios propuestos en
clases.
Preparación para la lección
escrita próxima clase
 Lección escrita en clases.
 Flip Flop T, Flip Flop J-K
 Tarea: Estudio y lectura de los
temas tratados en clases.
 Tiempo
estimado
No
presencial:
Estudio y lectura.
 Conversión de Flip Flop
 Ejercicios.
 Tarea: Desarrollar E.P. en
clases. Trabajo en equipo.
Desarrollo de E.P. (recoger
próxima clase)
Unidad 2: Análisis y diseño
secuencial
 El diagrama de estado
 Ejercicios y trabajos en clases
 Análisis
de
circuitos
secuénciales sincrónicos.
Tarea: Desarrollar EP.
 Lección escrita en clases.
Maquinas secuenciales de
estado finito
 Procedimiento tradicional para
el diseño secuencial sincrónico
Tarea: Desarrollar E.P. y
entregar semana antes del
examen
Participación
en
clases
Evaluación
practica
en
clases.
Investigar sobre conversión de Flip Flop
Participación en clases
Investigar
estado
de
Participación en clases
Investigar sobre Análisis de circuitos
secuénciales sincrónicos
Participación en clases
Investigar sobre maquinas secuénciales
de estado finito
Participación en clases
Investigar
sobre
procedimiento
tradicional para el diseño secuencial
sincrónico
Investigar sobre reglas para reducir
estado
Participación en clases
sobre
los
diagramas
Participación en clases
SESIÓN 12
28/01/2010


SESIÓN 13
01/02/2010

SESIÓN 14
02/02/2010




SESIÓN 15
03/02/2010
SESIÓN 16
04/02/2010
SESIÓN 17
08/02/2010
SESIÓN 18
09/02/2010
SESIÓN 19
10/02/2010
Reglas de reducción de estado.
Clase Práctica.
Tarea: Ejercicios propuestos
Minimización del decodificador
de estado siguiente
Desarrollo de ejercicios
Investigar sobre minimización
decodificador de estado siguiente
del
Participación en clases
Lección escrita en clases.
Continuación. Ejercicios con
vistas a prepararse para el
examen.
Tarea:
Estudio para el examen del
primer parcial.
Participación en clases
EXAMEN PRIMER PARCIAL



Revisión con los estudiantes del
examen.
Tarea: Lectura independiente
del texto , revisión de los temas
tratados, continuación
Contadores:
Tarea: Ejercicios propuestos

Diseño de contadores en modo
simple



Contadores multimodo.
Tarea: Ejercicios propuestos.
Tiempo
estimado
No
presencial:
Participación en clases
Investigar sobre contadores
EXAMEN PRIMER PARCIAL
Participación en clases
Investigar sobre contadores en modo
simple
Participación en clases
Investigar sobre contadores en modo
múltiple
Participación en clases
Participación en clases

SESIÓN 20
11/02/2010



SESIÓN 21
15/02/2010
SESIÓN 22
16/02/2010




SESIÓN 23
17/02/2010
SESIÓN 24
18/02/2010
SESIÓN 25
22/02/2010
Desarrollar la
implementación de circuitos
digitales secuenciales mas
complejos utilizando las
técnicas de lenguaje RTL y
los diagramas ASM que son
la base para el diseño de
cualquier sistema digital
secuencial en forma optima
Investigar sobre los contadores de Rizo.
Participación en clases
Contadores de rizo.
Tarea:
Realizar
ejercicios
propuestos de clases
Investigar sobre los contadores de anillo
Participación en clases
1. Recoger EP(evaluativo)
Lección escrita.
Contadores de anillo
Investigar
sobre
desplazamiento
de
Participación en clases
Registros de desplazamiento.
Tarea:
Realizar
ejercicios
propuestos de clases
Investigar sobre el procesador de datos.
Lenguaje RTL
Participación en clases
Investigar sobre el controlador
sistema. Diagrama ASM
del
Participación en clases
Investigar sobre implementación
controladores. Método clásico
de
Participación en clases
Investigar sobre implementación de
controladores. Método de un Flip Flop
por estado
Participación en clases
Unidad 3: Diseño de sistemas de
múltiple entrada
múltiple salida
 El procesador de datos
Lenguaje RTL




SESIÓN 26
23/02/2010
Ejercicios
de
los
temas
tratados en las últimas dos
clases.
Ejemplos a desarrollar en
clases.



Ejercicios en clases.
Controlador
del
sistema
Diagrama ASM
Tarea: Desarrollar E.P., para
entregar el día del examen
final.
Prepararse para lección escrita
clase próxima.
Lección escrita.
Implementación
del
controlador. Método Clásico
Tarea: Estudiar lo visto en
clases
registros
SESIÓN 27
24/02/2010



SESIÓN 28
25/02/2010



SESIÓN 29
01/03/2010




SESIÓN 30
02/03/2010





Implementación del controlador
método de un Flip Flop por
estado
Ejercicios en clases.
Tarea: Desarrollo de E.P.
Entregar día del examen final
(evaluativo)
Utilización de decodificadores y
multiplexores
en
la
implementación
de
controladores
Tarea: Desarrollo de E.P.
(adicionar al deber final)
Estudio independiente con
vistas a la lección escrita
próxima clase.
Lección escrita.
Implementación del controlador
utilizando contadores.
Tarea: Desarrollo de E.P.
(adicionar al deber final)
Estudio independiente con
vistas al examen final.
Implementación del controlador
utilizando
registros
de
desplazamiento
Clase práctica.
Desarrollo de ejercicios varios
con vistas a prepararse para el
examen final.
Tarea: Estudio independiente
con vistas al examen final.
Investigar
sobre
el
uso
de
decodificadores y multiplexores en los
controladores
Participación en clases
Investigar sobre el uso de contadores
en la implementación del controlador
Participación en clases
Investigar sobre el uso de registros de
desplazamiento en la implementación
del controlador
Participación en clases
Participación en clases
SESIÓN 31
03/03/2010



SESIÓN 32
04/03/2010
Clase práctica.
Desarrollo de ejercicios varios
con vistas a prepararse para el
examen final.
Tarea: Estudio independiente
con vistas al examen final.
Participación en clases
EXAMEN SEGUNDO PARCIAL
6. METODOLOGÍA

La resolución de problemas será compartida entre el profesor y el alumno, incluyendo sugerencias que orienten al estudiante y conlleven al intercambio
de opiniones con el fin de que el alumno pueda resolver los problemas por sí solo.

Se enviarán tareas por unidad las cuales serán evaluadas el día de entrega de las mismas.

Las tareas y trabajos que no sean entregadas en el día indicado serán receptadas, pero penalizadas con un 10% de la nota total por cada día de clase
de atraso en la entrega, teniendo como penalización máxima un 50%.
 Dentro de las sesiones se contemplan clases de repaso para atender los problemas suscitados con las tareas enviadas.
7. EVALUACIÓN
7.1 Criterios de Evaluación
La nota de evaluación en la materia se distribuye de la siguiente manera:
50% el examen y el 50% restante corresponde a lecciones, talleres, deberes, trabajos en clases.
7.2 Indicadores de Desempeño
La participación de los estudiantes en el normal desenvolvimiento de las clases tanto en preguntas y respuestas por parte del catedrático denota un desarrollo
consistente en el aprendizaje, por lo que el curso será participativo y activo.
La lecciones y talleres serán evaluadas con fecha de anticipación.
Los deberes se presentarán en fecha asignada.
7.3 Ponderación
La calificación del Primer Parcial es de la siguiente manera:
Trabajos
10/10
Deberes
30/30
Lecciones
60/60
Nota de Actividades
100/100
Examen
100/100
Promedio
100/100
Lecciones
60/60
Nota de Actividades
100/100
Examen
100/100
Promedio
100/100
Las calificación del Final es de la siguiente manera:
Trabajos
10/10
Deberes
30/30
8. BIBLIOGRAFÍA
8.1. BÁSICA



Texto: Análisis y diseño de circuitos lógicos digitales de Víctor Troy Prentice Hall
Apuntes personales ( folleto)
Engineering Approach to digital design por William Fletcher Prentice Hall
8.2. COMPLEMENTARIA
 Sistemas digitales principios y aplicaciones por Ronald Tocci 6 edición Prentice Hall
 Principios de diseño lógico digital Norman baladanian y Bradley Carlson CECSA
 Sistemas digitales de Morris Mano
9. DATOS DEL CATEDRÁTICO
NOMBRE:
TITULO DE PREGRADO:
TITULOS DE POSTGRADO:
E-Mail:
Marcos Tobar Moran
Ingeniero Eléctrico especialización Electrónica
maestrante del MSIG ESPOL – VI promoción, especialización e-commerce
[email protected]
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Ing. Antonio Cevallos
Decano
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Ing. Marcos Tobar Moran
Profesor