PROGRAMA de SISTEMAS DIGITALES CURSO ACADÉMICO: 2000/01 TITULACIÓN: INGENIERO TÉCNICO EN INFORMÁTICA DE SISTEMAS (GESTIÓN) CICLO: 1º CURSO: 2º CUATRIMESTRE: PRIMERO CARÁCTER: OBLIGATORIA (OPTATIVA) CRÉDITOS: 6 (3 teóricos + 3 prácticos) PROFESORES: JUAN LUIS ARAGÓN (teoría) y JAIME CANDELA (prácticas) DEPARTAMENTO: INGENIERIA Y TECNOLOGIA DE COMPUTADORES
A - OBJETIVOS El objetivo general de la asignatura es mostrar a los alumnos las principales técnicas de análisis y diseño de sistemas digitales, así como los circuitos usados habitualmente en el ámbito de la computación electrónica. La asignatura consta de dos grande bloques en el que se estudiarán los distintos sistemas digitales en orden creciente de complejidad, partiendo de diseños sencillos hasta llegar a estructuras de relativa complejidad. Así mismo, se pretende enseñar a los alumnos el uso de algún/os paquete/s de software de ayuda al diseño de sistemas digitales.
B - PROGRAMA DE TEORÍA CAPÍTULO I. INTRODUCCION Tema 0. Circuitos digitales. 0.1.- Dispositivos semiconductores en conmutación. 0.2.- Familias Lógicas. 0.3.- Características de funcionamiento. Tema 1. Simplificación de funciones booleanas. 1.1.- Algebra de Boole. 1.2.- Repaso a los métodos de simplificación de funciones booleanas. 1.3.- Simplificación de multifuciones. 1.4.- Clasificación de los sistemas digitales. Combinacionales y Secuenciales. CAPÍTULO II. SISTEMAS COMBINACIONALES. Tema 2. Análisis y Diseño de Sistemas Combinacionales. 2.1.- Análisis de circuitos combinacionales. 2.2.- Diseño de sistemas combinacionales. 2.3.- Implementación con puertas NAND y NOR. 2.4.- Implementación con puertas EXOR. Tema 3. Circuitos Combinacionales Aritméticos y Lógicos. 3.1.- Introducción. 3.2.- Sumadores/restadores. 3.3.- Comparadores. 3.3.- Unidad aritmético-lógica (ALU). 3.5.- Aritmética de computación avanzada. Tema 4. Circuitos Combinacionales en Ruta de Datos. 4.1.- Introducción. 4.2.- Multiplexores o selectores de datos. 4.3.- Demultiplexores/decodificadores. 4.3.- Codificadores.
4.5.- Buffers y transceiver/receivers de bus. CAPÍTULO III. SISTEMAS SECUENCIALES. Tema 5. Introducción a los Sistemas Secuenciales. Biestables. 5.1.- Modelo estructural. 5.2.- Tipos de sistemas secuenciales. 5.3.- Elementos básicos de memoria. 5.3.- Biestable RS. Biestable JK. Biestable T. 5.5.- Biestable D. Cronogramas. Tema 6. Análisis y Diseño de Sistemas Secuenciales. 6.1.- Autómatas. 6.2.- Autómatas reducidos. 6.3.- Autómatas de Mealy. 6.3.- Autómatas de Moore. 6.5.- Análisis y síntesis de sistemas secuenciales síncronos. 6.6.- Análisis y síntesis de sistemas secuenciales asíncronos. Tema 7. Contadores y registros de desplazamiento.. 7.1.- Introducción. 7.2.- Contadores binarios. 7.3.- Contadores no binarios. 7.5.- Registros de desplazamiento. Tema 8. LSI y Memorias. 8.1.- Estructura general de las memorias RAM. 8.2.- Organizaciones 2D y 3D. 8.3.- Memorias RAM estáticas y dinámicas. 8.3.- Memorias ROM, PROM, EPROM. 8.5.- Diseño de circuitos de memoria. 8.6.- Diseño de circuitos con memorias ROM. CAPÍTULO IV. Diseño VLSI. Metodología de diseño ASIC. Tema 9. Diseño ASIC. 9.1.- Aspectos metodológicos y herramientas. 9.3.- Gate arrays. 9.5.- Celdas estándar. 9.6.- Seas of gates.
C - PROGRAMA DE PRÁCTICAS A lo largo del cuatrimestre, se enseñará a los alumnos a manejar el programa de diseño digital asistido por computador PSpice. Con él se resolverán diversos ejercicios prácticos sobre diseños digitales, que tendrán un carácter de complejidad incremental. Se trata de que en cada práctica se vayan creando circuitos integrados utilizando los resultados de prácticas anteriores, de manera que se cree una librería de circuitos cada vez más completa. Es posible que, con carácter complementario, se visite el laboratorio de electrónica una semana (dos horas por grupo), para realizar alguna práctica con circuitos integrados reales, sobre entrenadores digitales.
E - RECURSOS DIDÁCTICOS a) - BIBLIOGRÁFICOS: a.1) - BIBLIOGRAFÍA BÁSICA: 1.- Antonio Lloris, Alberto Prieto: “Diseño Lógico”. Editorial McGraw-Hill, 1997. 2.- T.L. Floyd: “Fundamentos de Sistemas Digitales”. 7ª Edición. Ed. Pentice-Hall, 2000. 3.- J. F. Wakerly: “Digital Design. Principles and Practices”. 2ª Edición. Ed. Prentice Hall, 1995. 4.- Victor P. Nelson, H. Troy Nagle, Bill D. Carroll, J. David Irwin: “Análisis y Diseño de Circuitos Lógicos Digitales”. Editorial Prentice Hall, 1997. 5.- P. López Rodríguez, J. M. Martínez Rubio: “Sistemas digitales. Problemas”. Universidad Politécnica de Valencia, 1987. a.2) - BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTARIA: 6.- E. Mandado: “Sistemas electrónicos digitales”. Editorial Marcombo, 1987. 7.- R. L. Tokheim: “Principios digitales”. Editorial McGraw-Hill, 1995. 8.- J. Mira Mira, A. E. Delgado García, S. Dormido Bencomo, M. Canto Díez: “Electrónica digital”. Editorial Sanz y Torres, 1993. 9.- Jean-Pierre Deschamps: “Diseño de circuitos integrados de aplicación específica ASIC”. Editorial Paraninfo, 1995. b) - RECURSOS SOFTWARE Y HARDWARE - Programa Pspice ver. 6.2 para Windows.
F - EVALUACIÓN La asignatura consta de 6 créditos, 3 teóricos más 3 prácticos. Estos últimos divididos en 1 crédito de problemas de pizarra y 2 créditos de prácticas de laboratorio. La parte teórica y de problemas se evaluará mediante un examen escrito convencional al final del cuatrimestre y supondrá el 70% de la nota final. En cuanto a la parte práctica, la nota vendrá dado por la valoración de las prácticas realizadas en el laboratorio a lo largo del cuatrimestre, siendo su peso en la nota final del 30%. En dichas prácticas de laboratorio, los alumnos deberán realizar una memoria escrita y entregar ésta, junto con un diskette con el resultado de las mismas, al profesor de la asignatura. Este, en base a estos documentos, dará una nota a los dos componentes del grupo de prácticas (la misma para ambos). El profesor de la asignatura, no obstante, se reserva el derecho de convocar a ciertos grupos para una entrevista personal, la cual influirá también en esta nota, y de la que puede derivarse una diferenciación en las notas de los componentes del grupo. Los aspectos que más se analizarán en la evaluación de las prácticas serán la corrección en las soluciones adoptadas para los problemas planteados, así como la precisión y completitud de las explicaciones contenidas en la memoria escrita. El examen escrito debe aprobarse con un cinco como mínimo. En cuanto a las prácticas de laboratorio, su entrega es obligatoria, así como obtener también una nota mínima de cinco. Las fechas de entrega de las prácticas será fijada con la suficiente antelación para los alumnos, siempre con unos días de antelación al examen correspondiente, en cada una de las tres convocatorias. Tanto la parte evaluada con el examen escrito de la asignatura, como la parte evaluada mediante la entrega del diskette y la memoria (laboratorio), se conservarán hasta la convocatoria de diciembre. Caso de no aprobar alguna o ambas partes para esa convocatoria, deberán examinarse al año siguiente de la asignatura completa.
