Materia	Carrera	Plan	Año	Periodo
ELECTRONICA DIGITAL	ING. EN COMPUT.	28/12	2021	1° cuatrimestre

Docente	Función	Cargo	Dedicación
SOSA PAEZ, CARLOS FEDERICO	Prof. Responsable	P.Asoc 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

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.

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.

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
Descripción de circuitos secuenciales en VHDL. Representación RTL.

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.

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

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

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

La materia se aprueba con un exámen final.
Para obtener la regularidad de la materia y poder rendir el examen final será necesario:

-Haber aprobado el 100% de los trabajos prácticos no presenciales.
-Haber aprobado el 100% de los trabajos prácticos de laboratorios que se realizarán de manera presencial
-Haber aprobado los dos parciales cuya modalidad será la que la situación sanitaria permita.
-Para la aprobación de los trabajos prácticos no presenciales será necesario enviar los mismos, a través de la plataforma moodle, en los plazos establecidos y en caso que sea necesario realizar correcciones, las mismas se deberán entregar en los plazos indicados
-Los alumnos tendrán derecho a una sola corrección por práctico, y no mas de tres en total.
-Los alumnos tendrán derecho a dos recuperación de todos los exámenes parciales.

Los exámenes parciales y el exámen final se aprueban con al menos el 66% de las respuestas correctas

[1] DISEÑO DIGITAL PRINCIPIOS Y PRACTICAS JOHN WAKERLY Prentice Hall 4°Edicion
[2] Digital Design Principles & Practices J. Wakerly 3° Edition Prentice Hall

[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

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.

Sistemas Numéricos - Códigos binarios - Sistemas combinacionales - Sistemas secuenciales - Maquina de estados finitos - Dispositivos lógicos programables- Lenguaje de descripción de Hardware

No se pueden preveer