UNLP
Planilla de Actividades Curriculares
Código: E0212
Introducción a Los Sistemas Lógicos y Digitales
Última Actualización de la Asignatura:

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CARRERAS PARA LAS QUE SE DICTA

Carrera Plan Carácter Cantidad de Semanas Año Semestre
03024 - Ingeniería Electrónica 2002 Obligatoria
Totales: 0
Clases:
Evaluaciones:
4to
-

CORRELATIVIDADES
Ingeniería Electrónica - Plan 2002
PARA CURSAR PARA PROMOCIONAR
(E0203) Física de Semiconductores
(E0204) Teoría de Circuitos I
(E0205) Dispositivos Electrónicos A
(F0304) Matemática C
(F0306) Matemática D
(E0205) Dispositivos Electrónicos A
(F0306) Matemática D

INFORMACIÓN GENERAL 

Área: Sistemas Digitales y de Computadores
Departamento: Electrotecnia

Ingeniería Electrónica - 2002 plegar-desplegar

Tipificación: Tecnologicas Basicas

CARGA HORARIA

HORAS CLASE
TOTALES: 96hs SEMANALES: 6 hs
TEORÍA
-
PRÁCTICA
-
TEORÍA
3 hs
PRÁCTICA
3 hs

FORMACIÓN PRÁCTICA
Formación Experimental
16 hs
Resol. de Problemas abiertos
0 hs
Proyecto y Diseño
0 hs
PPS
0 hs

TOTALES CON FORMACIÓN PRÁCTICA: 112 hs

HORAS DE ESTUDIO ADICIONALES A LAS DE CLASE (NO ESCOLARIZADAS)
TEORÍA

-

PRÁCTICA

-


PLANTEL DOCENTE

Profesor Titular - Ordinario, Dedicación Simple  
Ing.Noriega, Sergio Bernardo   mail snoriega@ing.unlp.edu.ar

Profesor Adjunto - Ordinario, Dedicación Exclusiva  
Ing.Garcia, Javier Gonzalo   mail jgarcia@ing.unlp.edu.ar

Jefe de Trabajos Prácticos - Suplente, Dedicación Simple  
Ing.Díaz, Juan Gabriel   mail juang.lp@gmail.com

Ayudante Diplomado - Ordinario, Dedicación Simple  
Ing.Alippi, Eduardo Luis Francisco   mail elfalippi@yahoo.com

Ayudante Diplomado - Interino, Dedicación Simple  
Ing.Leibovich, Pablo Ezequiel   mail pabloleibo@gmail.com

OBJETIVOS

1 - Procurar que el alumno alcance a construir sus conocimientos relativos a los contenidos de la asignatura, mediante la discusión de principios en clases teórico-prácticas, y la realización de proble-mas de aplicación real y demostraciones en laboratorio.2 - Generar en el alumno los criterios esenciales para el análisis y síntesis de esquemas lógicos tanto simples como complejos utilizando las herramientas de diseño existentes en la actualidad.3 - Dar los lineamientos básicos necesarios para que el alumno pueda acoplarse con la mayor facili-dad posible a la asignatura correlativa siguiente que es la de Circuitos Digitales y Microprocesadores.

PROGRAMA SINTÉTICO

Tema 1: Sistemas para la representación, síntesis y minimización de funciones lógicas.Tema 2: Circuitos lógicos combinatorios.Tema 3: Circuitos lógicos secuenciales. Tema 4: Análisis y síntesis de circuitos digitales.Tema 5: Familias lógicas.Tema 6: Circuitos lógicos programables.

PROGRAMA ANALÍTICO 

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad


Tema 1: Sistemas de representación numéricos:
Sistemas de representación de números con y sin signo: decimal, binario, octal, hexadecimal y BCD. Código de Gray. Operaciones matemáticas con números binarios. Concepto de rango, overflow y carry,complemento a 1 y complemento a 2. Representación de números en punto fijo y punto flotante. Operaciones matemáticas.

Tema 2: Algebra de Boole:
Postulados de Huntington. Teoremas fundamentales del Algebra de Boole. Teorema de Morgan. Diagramas de Venn. Conectividades. Simplificación algebraica. Ejemplos de descripción de funciones lógicas con eventos reales.
Descripción esquemàtica de funciones lógicas. Lógica combinatoria.
Síntesis de funciones lógicas empleando sólo compuertas NOR y/o NAND.
Funciones incompletamente definidas ( don’ t care).

Tema 3: Sistema de representación y síntesis de funciones lógicas por método gràfico ((Diagramas de Karnaugh):
Funciones canónicas de primera y segunda forma. Concepto de mintérmino y maxtérmino. Pasaje de una forma a la otra.Definición de adyacencia.Diagrama de Karnaugh. Síntesis de funciones simples y múltiples.

Tema 4: Circuitos aritméticos:
Sumadores de 1 bit y de n bits. Lógica para la previsión del arrastre ( Carry Look Ahead). Circuitos restadores. Implementación de un circuito sumador – restador. Concepto de ALU ( unidad aritmético – lógica).

Tema 5: Circuitos combinatorios en general: Multiplexer ( Mux):
Descripción de mux’s analógicos y digitales. Aplicaciones. Demultiplexer ( deMux): Descripción de demux’s analógicos y digitales. Decodificadores. Codificadores de prioridad. Comparadores de igualdad y magnitud. Descripción y aplicaciones.

Tema 6: Flip – Flops:
Concepto de memoria. Realimentación positiva. Latch RS basado en compuertas NOR y NAND. El flip-flop. Clasificación. Diagrama de estados y transiciones. Flip-flop sincrónico disparado por nivel y por flanco: Síntesis de flip-flops tipo RS, JK, D y T . Configuración simple y maestro-esclavo.

Tema 7: Contadores:
Clasificación. Contador asincrónico binario y de número arbitrario. Descripción por tabla de verdad. Anàlisis temporal con diagrama de tiempos. Contador sincrónico binario, de décadas, anillo y Johnson. Descripción por tabla de verdad. Análisis temporal con diagrama de tiempos.

Tema 8: Registros de desplazamiento:
Clasificación. Registros tipo PISO, SIPO y universal.Concepto de conversión de datos paralelo y transmisión serie de datos. Descripción por tabla de verdad y aplicaciones.

Tema 9: Circuitos generadores de reloj – Circuitos monoestables:
Osciladores fuertemente alineales: Anàlisis de una compuerta tipo Schmitt Trigger. Implementación de un oscilador de relajación. Estabilidad. Descripción. Empleo como monoestable y astable. Osciladores alineales: Concepto de realimentación. Implementación con compuertas inversoras. El oscilador a cuarzo. Estabilidad en frecuencia.Circuitos monoestables.

Tema 10: Conversores analógicos-digitales y digitales analógicos:
Conversor digital-analógico: curva de transferencia ideal. Errores. Códigos perdidos. Limitaciones de velocidad: El setting time. Glitches. Clasificación según tipo de dato ( serie y paralelo). Conversor analógico-digital: curva de transferencia ideal. Errores. Clasificación de conversores según tipo de dato ( serie y paralelo).Concepto de ancho de banda y frecuencia de muestreo: El teorema de muestreo. Empleo de muestreadores tipo Sample&Hold y Track&Hold. Criterio general para selección de conversores y muestreadores.

Tema 11: Análisis y síntesis de circuitos digitales:
Análisis y síntesis de circuitos digitales: Por tabla de verdad. Método heurístico. Método de descripción por tabla de estado del tipo Mealy y Moore. Métodos asistido por computadora. Algoritmos de simulación. Método por empleo de Lenguaje de descripción de Hardware ((HDL).Síntesis de funciones por software.

Tema 12: Familias lógicas:
Requerimientos para una compuerta ideal. Concepto de tiempo de respuesta, consumo, tensión de alimentación, inmunidad al ruido y conectividad entre compuertas. Familias DL y TTL. Análisis de la función de transferencia. Configuraciones de salida. Concepto de Fan-Out y Fan-In. Subfamilias TTL . Familia CMOS: Comparación con la serie TTL standard. Las subfamilias Low Voltage CMOS. Famila ECL. Problemas de interconexiones entre las distintas familias. Soluciones.

Tema 13: Memorias:
Memorias tipo RAM ( Random Access Memory):
SRAM ( estática), DRAM (dinámica), NVRAM ( no volátil) y CRAM (Contention Random Access Memory). Organización interna. Ciclos de lectura y escritura.
Memorias tipo ROM ( Read Only Memory), PROM ( Programmable Read Only Memory), EPROM ( Erease Read Only Memory) y EEPROM ( Electrically Erease Read Only Memory). Ciclos de lectura.

Tema 14: Lógica programada:
Beneficios de una arquitectura universal. Evolución desde PROM a arquitecturas tipo PAL (Programmable Array Logic). La PAL reprogramable: la GAL ( Generic Array Logic). Soluciones globales con dispositivos MPGA ( Mask Programmed Gate Array) y ASIC ( Application Specific Integrated Circuit).
Los FPL ( Field Programmable Logic tipo EPLD ( Erasable Programmable Logic Device), FPGA. ( Field Programmable Gate Array). Ambiente de diseño con distintos softwares de programación.
La FPGA: Diferencias significativas respecto de la EPLD. Introducción al Lenguaje de programación para desarrollo de hardware HDL ( Hardware Description Language).



BIBLIOGRAFÍA

Año: 2017, semestre: 1

Vigencia: 01/02/2002 - Actualidad



Teoría de conmutación y diseño lógico. Hill – Peterson. Ed. Limusa. 1984.
Circuitos digitales y microprocesadores. Herbet Taub. Ed. McGraw-Hill. 1982.
Digital Integrated Electronics. Taub – Schilling. Ed. McGraw-Hill. 1982.
Sistemas Digitales: Principios y aplicaciones. Ronald Tocci. Ed. Prentice Hall. 1996.
Electrónica digital. Bignell – Donovan. Ed. CECSA. 1997.
Circuitos Lógicos Programables. Tavernier. Ed. Paraninfo. 1994.
Fundamentos de diseño lógico y computadoras. Morris – Mano. Ed. Prentice Hall. 1998.
Manuales y CD’s: Varios disponibles de diversos fabricantes de circuitos integrados, tales como: Motorola, National Semiconductors, Altera, Xilinx, Lattice, Atmel, Fairchild, Philips, Texas Instruments, Burr Brown, Analog Devices, Maxim, etc..

ACTIVIDADES PRÁCTICAS

Los laboratorios son 3 ( tres) con una duración de cada uno de 3 ( tres) horas semanales. Para ellos se requiere de computadoras, programas especiales ( comerciales y realizados por la propia cátedra) y demás instrumental electrónico asociado ( generadores de pulsos, osciloscopios, analizadores lógi-cos, fuentes de alimentación, kits comerciales y desarrollados por la propia cátedra, etc.).Las prácticas de resolución de problemas se dictan una vez a la semana durante 13 semanas y son también de 3 (tres) horas de duración.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

El curso de la materia de Introducción a los Sistemas Lógicos y Digitales se divide en una parte teórica y otra práctica.En la primera se dan los conocimientos teóricos necesarios para comprender los conceptos enumerados en el punto número 2.Se emplea fundamentalmente retroproyector, pizarra y proyector de imágenes a base del uso de una PC como elementos didácticos.Por otro lado se dictan clases prácticas para la resolución de problemas en clase que abarcan toda la materia y laboratorios a fin de que el alumno tenga una visión práctica de los aspectos teóricos aprendidos referidos a la resolución de funciones lógicas, simulaciones de funcionamiento de diversos dispositivos lógicos, análisis y síntesis de circuitos digitales y visualización de diversas arquitecturas de dispositivos a través de ejemplos concretos sobre circuitos ya armados.

SISTEMA DE EVALUACIÓN

La metodología de evaluación se ajusta a la reglamentación vigente de la Facultad de Ingeniería. La asignatura comprende dos módulos. Cada uno de ellos tiene una evaluación, de características teórico-prácticas, con dos oportunidades para rendirla: una fecha original y un único recuperatorio. Las notas se puntúan en una escala 0-10.En cuanto a la aprobación, puede conseguirse por "Promoción Directa" o por "Promoción con Exámen Final".Promoción Directa.Se requiere que el alumno alcance en cada evaluación, una nota mayor o igual a (4) cuatro y tenga un promedio, entre las notas de los dos parciales, de al menos (6) seis.Promoción por Examen Final.Esta alternativa corresponde para aquellos alumnos que no hayan aprobado la asignatura por el régimen de promoción directa y posean una calificación mínima de (4) cuatro puntos en cada evaluación parcial. Si en esta evaluación, el alumno obtiene una calificación igual o mayor que (4) cuatro puntos, aprobará la asignatura con dicha calificación como calificación definitiva.

MATERIAL DIDÁCTICO

La cátedra viene generando varios apuntes que cubren actualmente un 80% de los contenidos de la materia.Se dispone también de guías de trabajos prácticos que son periódicamente actualizadas.Se dispone de un software para la representación y síntesis de funciones lógicas.Se dispone de varios kit de enseñanza producidos por la cátedra para el análisis de conversores analógicos - digitales y digitales - analógicos, como así también de dispositivos de lógica programada.Existen tres prácticas de laboratorio donde se emplean los elementos anteriormente citados.Apuntes:* Sistemas de representación numéricos.* Representación de números binarios en punto fijo y punto flotante. * Operaciones matemáticas con números binarios.* Diagramas de Karnaugh.* Multiplexers. Demultiplexers. Decodificadores. Codificadores.* Flip - flops.* Contadores. * Registros de desplazamiento.* Circuitos generadores de reloj y circuitos monoestables.* Lineamientos básicos para el análisis de circuitos digitales.* Lineamientos básicos para la síntesis de circuitos digitales.* Conversores analógico-digitales y digitales-analógicos.* Familias lógicas.* Introducción a la lógica programada.Ubicación: Centro de Estudiantes de Ingeniería de La Plata.

ACTIVIDAD LABORATORIO-CAMPO


Calle 1 y 47 - La Plata (B1900TAG) - Pcia. de Buenos Aires - Argentina - Tel: (54) (221) 425-8911     -     Contacto: sistemas@ing.unlp.edu.ar