Ministerio de Cultura y Educación
Universidad Nacional de San Luis
Facultad de Ciencias Físico Matemáticas y Naturales
Departamento: Fisica
Área: Area V: Electronica y Microprocesadores
(Programa del año 2017)
(Programa en trámite de aprobación)
(Programa presentado el 05/07/2017 12:06:19)
I - Oferta Académica
Materia Carrera Plan Año Periodo
ELECTRONICA DIGITAL TEC.UNIV.TELEC. 16/13 2017 1° cuatrimestre
ELECTRONICA DIGITAL PROF.TECN.ELECT 005/09 2017 1° cuatrimestre
ELECTRONICA DIGITAL TEC.UNIV.ELECT. 15/13-CD 2017 1° cuatrimestre
ELECTRONICA DIGITAL ING.ELECT.O.S.D 010/05 2017 1° cuatrimestre
ELECTRONICA DIGITAL ING.ELECT.O.S.D 13/08 2017 1° cuatrimestre
ELECTRONICA DIGITAL TEC.UNIV.TELEC. 18/10 2017 1° cuatrimestre
II - Equipo Docente
Docente Función Cargo Dedicación
SOSA PAEZ, CARLOS FEDERICO Prof. Responsable P.Adj Exc 40 Hs
GABUTTI, DIEGO ORLANDO Responsable de Práctico JTP Simp 10 Hs
GARRO MARTINEZ, FELIX LEONARDO Auxiliar de Práctico A.1ra Simp 10 Hs
JOFRE PASINETTI, LUIS AGUSTIN Auxiliar de Práctico A.2da Simp 10 Hs
PALAVECINO NICOTRA, MAURICIO R Auxiliar de Práctico A.1ra Simp 10 Hs
III - Características del Curso
Credito Horario Semanal Tipificación Duración
Teórico/Práctico Teóricas Prácticas de Aula Práct. de lab/ camp/ Resid/ PIP, etc. Total B - Teoria con prácticas de aula y laboratorio Desde Hasta Cantidad de Semanas Cantidad en Horas
Periodo
 Hs. 60 Hs. 6 Hs. 24 Hs. 6 Hs. 1º Cuatrimestre 13/03/2017 23/06/2017 15 90
IV - Fundamentación
La materia se dicta en el tercer cuatrimestre de la carrera. Es el primer contacto que tienen con materias vinculadas directamente con la electrónica, por lo tanto es una materia básica de su formación. El importantisimo avance de la industria de semiconductores de los últimos años, permite contar con circuitos integrados de muy alta densidad de integración a precios accesibles. Esto hace, que también sea necesario conocer nuevas metodologías de diseño digital. En gran parte de este curso, se estudian los fundamentos del diseño digital que seguirán siendo importantes por mucho tiempo, pero también se introduce a los estudiantes al uso de nuevas metodologías de diseño, implementando diseños digitales sencillos usando VHDL y FPGA. Este curso es correlativo de todos los cursos posteriores en el area digital. Los trabajos prácticos estan divididos en tres actividades diferentes: prácticos de aula y laboratorios con uso de PC y placas de evaluación basadas en FPGA.
V - Objetivos
El objetivo del curso es introducir a los alumnos en la electrónica digital, con esto, se espera que al finalizar el curso, los alumnos puedan trabajar fluidamente con distintos sistemas numéricos de representación y con códigos binarios, también deberán reconocer y analizar el funcionamiento de circuitos combinacionales y secuenciales y podrán ser capaces de implementar este tipo de circuitos usando dispositivos lógicos programables del tipo FPGA. Deben poder manejar herramientas de software que permita el diseño, la simulación y la generación del archivo de configuración del FPGA, para luego probarlo en una placa de evaluación basada en FPGA.
VI - Contenidos
PROGRAMA ANALÍTICO Y DE EXAMEN
BOLILLA N°1 SISTEMAS NUMÉRICOS
Introducción Sistemas Digitales. Sistemas Numéricos, Decimal, Binario, Octal, Hexadecimal. Conversión entre sistemas. Suma y Resta en Sistema Binario. Representación de Números Negativos, Suma y Resta en Complemento a Dos. Multiplicación binaria.

BOLILLA N°2 CODIGOS
Códigos, Códigos BCD. Código de Gray. Códigos de Caracteres. Distancia mínima de un código. Códigos Detectores y Correctores de error. Check sum. CRC.

BOLILLA N°3 SISTEMAS COMBINACIONALES
Introducción. Sistemas Combinacionales y Secuenciales. Algebra de conmutación. Axiomas y teoremas del Algebra de Boole. Dualidad. Representación de las funciones lógicas. Tabla de verdad, minitérminos y maxitérminos. Análisis y síntesis de circuitos combinacionales. Minimización de circuitos. Combinaciones de entrada “sin cuidado”.

BOLILLA N°4 PLD y Lenguaje de descripción de Hardware
Introducción dispositivos lógicos programables. Bloques básicos de FPGA. Herramientas de software y flujo de diseño.
Lenguaje de descripción de hardware. Introducción a VHDL. Entidad, estructura, sentencias básicas. Ejemplos, Testbech. Simulación.

Sistemas Combinacionales
BOLILLA N°5 DISEÑO LÓGICO COMBINACIONAL
Diagramas de tiempo. Tiempo de propagación. Dispositivos de tres estados. Arquitecturas básicas descripción en VHDL. Decodificadores, Codificadores. Multiplexores. Compuertas OR- exclusiva. Comparadores, Sumadores y ALU. Diseño lógico combinacional en VHDL, simulación e implementación en FPGA.

Sistemas Secuenciales
BOLILLA N°6 LÓGICA SECUENCIAL
Generalidad de los sistemas secuenciales. Elementos biestables. Latch y Flip-Flop. tipo S-R, tipo D, tipo T. Tiempos de retardo.

BOLILLA N°7 CIRCUITOS SECUENCIAL
Diagramas de tiempo. Biestables y Filp-Flop SSI. Registros de varios bits.

BOLILLA N°8 MAQUINA DE ESTADO
Máquina de estado sincrónicas. Máquina de Mealy y Moore. Diagramas ASM chart, Análisis y diseño de máquinas de estado sincrónicas. Calculo de retardos de tiempos en FSM, frecuencia máxima de trabajo. Diseño de máquinas de estado sincrónicas en VHDL. Simulación e implementación en FPGA.

BOLILLA N°9 Contadores y Registros de Desplazamiento
Contadores de propagación y sincrónicos.
Contadores MSI . Registros de Desplazamientos. Registros de desplazamiento Simulación e implementación en FPGA.

VII - Plan de Trabajos Prácticos
PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS:
T.P.N°1: Sistemas de numeración: Decimal, Binario, Octal, Hexadecimal,. Ejercicios de conversión. Suma y Resta en Sistemas no Decimales. Representación de Números Negativos. Suma y Resta en Complemento a Dos. Rango de representación. Desborde (overflow).

T.P.N°2: Códigos. Características. Códigos BCD(Decimal codificado en binario). Código de Gray .Distancia de un código. Detectores de error. Correctores de error.

T.P.N°3: Álgebra de Boole. Funciones lógicas. Tabla de verdad. Expresiones canónicas. Compuertas lógicas. Simplificación usando Mapas de Karnaugh. Uso del EXLOG. Verificación de las tablas de verdad. Implementación de funciones con compuertas lógicas usando CI SSI.

T.P.N°4: Lenguaje de Descripción de Hardware. VHDL. Flujo de diseño ejemplo. Testbench, Implementación de funciones lógicas en FPGA.

T.P.N°5: Circuitos combinacionales básicos: Codificadores. Decodificadores. Multiplexores. Comparadores, Sumadores. Operaciones aritméticas. Implementación de circuitos combinacionales descriptos en VHDL. Simulación e implementación en FPGA.

T.P.N°6: Sistemas secuenciales. Latch y Flip-Flop : Tipo D Tipo T -Preset . Clear. Descripción en VHDL. Simulación e implementación en FPGA

T.P.N°7: Maquina de Estado Análisis de Maquinas de estado sincrónicas Cálculo de frecuencia máxima de trabajo. Diseño de Maquinas de estado usando VHDL. Simulación e implementación en FPGA.

T.P.N°8: Contadores. Contadores síncronos y asíncronos. Diseño de contadores simples, ascendentes y descendentes, con borrado, con carga inicial, registros de desplazamiento. Simulación e implementación en FPGA.
VIII - Regimen de Aprobación
La materia se aprueba con un exámen final.
Para obtener la regularidad de la materia y poder rendir el examen final será necesario:

-Haber asistido al menos al 80% de las clases de trabajos prácticos.
-Haber aprobado el 100% de los trabajos prácticos.
-Haber aprobado la totalidad de los exámenes parciales.
-Para la aprobación de los trabajos prácticos será necesario, además de haberlos realizado satisfactoriamente a juicio del jefe de trabajos prácticos, responder correctamente a las preguntas que sobre el tema de la práctica formule el J.T.P. antes o durante el práctico.
-Los alumnos tendrán derecho a una sola recuperación por práctico, pero no mas de tres en total.
-Los alumnos tendrán derecho a dos recuperación de todos los exámenes parciales.
-No se aceptarán alumnos libres en el examen final.
-No podrán cursar la materia alumnos en forma condicional

Los exámenes parciales y el exámen final se aprueban con al menos el 66% de las respuestas correctas
IX - Bibliografía Básica
[1] DISEÑO DIGITAL PRINCIPIOS Y PRACTICAS JOHN WAKERLY Prentice Hall 4°Edicion
[2] Digital Design Principles & Practices J. Wakerly 3° Edition Prentice Hall
X - Bibliografia Complementaria
[1] Fundamentos Digitales T.L. Floyd Prentice Hall
[2] Digital Principles 2° Ed. Tokheim
[3] Digital Concepts I. Rooney
[4] Digital Electronics Prestopnik
[5] Sistemal Electronicos Digitales E.Mandado
XI - Resumen de Objetivos
El objetivo del curso es que los alumnos al finalizar el mismo, puedan trabajar con distintos sistemas numéricos de representación y con códigos binarios, también podrán reconocer y analizar el funcionamiento de circuitos combinacionales y secuenciales, y sean capaces de implementar circuitos digitales usando dispositivos lógicos programables. Al mismo tiempo haber adquirido experiencia con herramientas de software para el diseño de sistemas digitales implentados en FPGA.
XII - Resumen del Programa
Sistemas Numéricos - Códigos binarios - Sistemas combinacionales - Sistemas secuenciales - Maquina de estados finitos - Dispositivos lógicos programables- Lenguaje de descripción de Hardware



XIII - Imprevistos
No se pueden preveer