Información detallada de curso |
Primer semestre 2019
May 06, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: IEN 7125 - LÓGICA DIGITAL |
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División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica IEL 1011 Calificación mínima de 3.0 Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 3.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Continua, Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio UNIVERSIDAD DEL NORTE 1. IDENTIFICACIÓN DIVISIÓN ACADÉMICA Ingenierías DEPARTAMENTO Electricidad y Electrónica PROGRAMA ACADÉMICO Ing. Electrónica, Ing. Eléctrica NOMBRE DE LA ASIGNATURA Lógica digital COMPONENTE CURRICULAR Básico profesional CÓDIGO DE LA ASIGNATURA IEN 7125-01, 04 NÚMERO DEL REGISTRO NCR: 3694, 7743 PRE-REQUISITOS 7XXX CO-REQUISITOS Ninguno NUMERO DE CRÉDITOS Tres ( 3 ) NUMERO DE SEMANAS 16 INTENSIDAD HORARIA 2 teóricas, 2 prácticas, 8 trab. Indep. NIVEL DEL CURSO Profesional NOMBRE DEL PROFESOR Eric Vallejo Rodríguez UBICACIÓN DEL PROFESOR Bloque L6, 9L6, piso1, evallejo@uninorte.edu.co HORARIO DE ATENCIÓN AL ESTUDIANTE En cartelera y catálogo WEB HORARIO DE CLASES En cartelera y catálogo WEB 2. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA 2. 1. DESCRIPCIÓN SINTÉTICA Esta asignatura se sientan las bases de la lógica bi-valuada aplicada en los circuitos utilizados en los sistemas digitales, la aritmética binaria, los dispositivos lógicos básicos, los circuitos combinatorios y secuenciales, los dispositivos de almacenamiento y los configurables. 2.2. DESCRIPCIÓN AMPLIA Esta asignatura corresponde al primer curso en el área de los circuitos electrónicos digitales y abarca los tópicos que normalmente se estudian en ella. Se sientan primero las bases de la lógica aplicada en los circuitos utilizados en los sistemas digitales, álgebra booleana, axiomas y teoremas, sistemas numéricos, conversión entre numeración binaria y decimal entre otras, y la aritmética binaria. A continuación se tratan los dispositivos lógicos básicos, las compuertas lógicas y sus combinaciones y los sub-sistemas combinatorios. La segunda parte del curso comprende los dispositivos lógicos secuenciales básicos, bi- estables (latches y flip-flops), los sistemas secuenciales propiamente dichos y máquinas de estados. En la tercera parte se estudian los circuitos aritméticos, los dispositivos de almacenamiento y los dispositivos lógicos programables y se hace una introducción a los lenguajes de descripción de hardware. Los Ingenieros electricistas y electrónicos encontrarán, durante su actividad profesional, que actualmente en cualquier sistema electrónico están presentes los dispositivos y los circuitos lógicos. Más aún, los circuitos digitales pueden ser su campo de acción o su herramienta fundamental de trabajo. Por esta razón es necesario incluir en su formación básica profesional un sólido conocimiento de tales tópicos, con el fin de proporcionarle una formación integral que le permita un ejercicio profesional idóneo y más competitivo, capacitándolo para efectuar diseños nuevos o cambios a circuitos ya existentes. Además, los conocimientos sobre circuitos digitales serán fundamentales para el desarrollo de asignaturas posteriores. 4.1. OBJETIVO GENERAL Se busca capacitar al estudiante las competencias para representar, analizar, sintetizar, diseñar y construir sistemas conmutables de carácter determinista utilizados en el campo de las comunicaciones, los computadores y los controladores digitales. Área temática a desarrollar: 10: Seleccionar, modelar, analizar, diseñar y evaluar circuitos lógicos digitales e implementar aplicaciones basadas en ellos. Competencia específica: Función 1: Modelar, analizar, diseñar, construir, programar y evaluar circuitos a documentar: c; “An ability to design a system, component, or process to meet desired needs within realistic constraints such as economic, environmental, social, political, ethical, health and safety, manufacturability and sustainability”. 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Al finalizar el curso los estudiantes estarán en capacidad de: Describir, aplicar y utilizar los fundamentos del álgebra booleana, simplificar expresiones lógicas e implementar los circuitos digitales combinatorios correspondientes. Realizar las operaciones aritméticas básicas utilizando los sistemas de numeración binaria, octal, decimal y hexadecimal, expresar cantidades numéricas en cualquiera de tales formatos e implementar y/o utilizar circuitos electrónicos digitales para efectuar esas operaciones matemáticas. Nombrar, reconocer, utilizar y distinguir los diferentes tipos de “compuertas lógicas” usadas en la construcción de sistemas digitales, al igual que las diferentes familias de circuitos lógicos y tipos de salida de dichos circuitos electrónicos. Reconocer y utilizar los diferentes tipos de Flip-Flops (bi-estables) comunes en la implementación de circuitos secuenciales. Comprender el funcionamiento, seleccionar y diseñar circuitos contadores asíncronos, síncronos, ascendentes, descendentes y ascendentes - descendentes de cualquier módulo. (L1, L4, L5) Seleccionar y utilizar dispositivos de memoria de estado sólido. Seleccionar y configurar dispositivos lógicos programables. (L1, L4, L5, L6) Utilizar lenguajes de descripción de hardware. (L18, L22, L30) 1 Lineamientos institucionales para los programas de Ingenierías Eléctrica y Electrónica. El desarrollo de la asignatura se lleva a cabo mediante exposiciones magistrales por parte del profesor, abarcando los temas propuestos en el programa y estimulando la participación de los estudiantes mediante preguntas y discusión de temas específicos. El profesor hará también asignación de trabajos prácticos de consulta bibliográfica sobre diferentes temas y talleres de solución de ejercicios. Sin embargo, los estudiantes están comprometidos con el estudio e investigación de los temas tratados y la solución de los ejercicios propuestos, al igual que el montaje de circuitos prácticos. Los estudiantes realizan prácticas de acuerdo con las guías entregadas por el profesor utilizando las horas de trabajo práctico. Adicionalmente a los recursos tradicionales de clase, se recurre a la utilización de medios audiovisuales, equipos y dispositivos del laboratorio dispuestos para tal fin y software especializado. Se recurre además a las tecnologías informáticas enfocadas al apoyo del proceso de enseñanza-aprendizaje, tales como búsquedas en bases de datos e Internet, catálogo WEB y otras. 7. PRE-REQUISITOS POR TÓPICOS 7.1. Análisis de circuitos de C.C y C.A. 7.2. Mediciones eléctricas. 7.3. Dispositivos y circuitos electrónicos básicos. TÓPICO No. DE HORAS 1. Lógica y Álgebra de variables y funciones lógicas 1.2 Variables y funciones lógicas. 1.3 Tipos de funciones lógicas. 1.4 Diversas representaciones de funciones lógicas. 1.5 Algebra de funciones. 1.6 Suficiencia de algunas funciones lógicas. 2. Circuitos lógicos combinatorios 2.1 Circuitos de conmutación representando funciones lógicas. 2.2 Tipos de salidas de los circuitos electrónicos digitales. 2.3 Análisis de circuitos combinacionales. 2.4 Decodificadores, codificadores, decodificadores, multiplexores,demultiplexores, comparadores, cambiadores de código y codificadores. 3. Circuitos lógicos secuenciales 3.1 Elementos biestables. 3.2 Biestables, FLIP-FLOPS y registros. 3.3 Máquinas de estado. 3.5 Contadores de módulo y secuencia arbitraria. 4. Sistemas y Circuitos aritméticos 6 4.1 Conversiones entre sistemas numéricos 4.2 Suma y resta de dos números no decimales 4.3 Multiplicación binaria 5. Memorias y dispositivos lógicos programables 5.1 Memorias de lectura escritura. 5.2 Memorias de sólo lectura. 5.4 Lenguajes de descripción de hardware2 6. Trabajo guiado 6 9. USO DEL COMPUTADOR Para la programación, simulación, depuración y grabado de la configuración de los PLD’s (Dispositivos Lógicos Programables) es indispensable la utilización del computador. Se le requiere además en la simulación de circuitos lógicos con el Software correspondiente. (L6) 10. CONTENIDO POR CATEGORÍAS Ciencias de la Ingeniería 70% Diseño de Ingeniería 30% 11. DESARROLLO ESTUDIANTIL 11.1 Trabajos y proyectos Los estudiantes deben desarrollar un trabajo final en grupos, asignado por el profesor. (L2, L3) 11.2 Prácticas de laboratorio 1. Funciones y compuertas lógicas. 2. Circuitos combinatorios. 3. Latches, flip-flops y registros de desplazamiento. 4. Circuitos contadores. 5. Circuitos aritméticos. 6. Dispositivos lógicos programables y de memoria. 7. Programación con lenguajes de descripción de hardware. 12. EVALUACIONES Las evaluaciones corresponderán con diferentes métodos aplicados en el desarrollo de la asignatura. Se establecen los siguientes porcentajes generales aunque cada profesor acordará con los estudiantes la inclusión de las notas de exámenes cortos, exposiciones y otros ítems en cada nota. Los lenguajes de descripción de hardware se tratarán y utilizarán a lo largo del curso. PRÁCTICA SESIONES Examen Parcial 20% Examen incluyendo evaluación de lecturas. Examen Parcial 20% Examen incluyendo evaluación de lecturas. Examen Final 20% (programado por registro). Examen incluyendo evaluación de lecturas. Trabajo Práctico 10% (14a semana). Trabajos integradores 3x10% se evaluará con las sustentaciones de los proyectos y su respectivo informe. parcial, 1er trabajo integrador, 2a parcial 13. BIBLIOGRAFIA WAKERLY, John. Diseño digital, principios y prácticas. 3a edición. Prentice-Hall, 2001. Méjico. FLOYD, T.L. Fundamentos de sistemas digitales. 7a edición. Prentice-Hall, 2002. Madrid. MANO, M. MORRIS, Lógica Digital y Diseño de Computadores, 1a Edición. Prentice-Hall. 1982. NELSON, Víctor, ET-AL. Análisis y diseño de circuitos lógicos digitales. 1a Edición. Prentice- Hall. 1996. México. TOCCI, R. et al. Sistemas digitales, principios y aplicaciones. 8a edición. Prentice-Hall, 2003. MANDADO, Enrique; et. al. Manual de prácticas de electrónica digital. 3a edición. Alfaomega. HERMOSA, Antonio. Electrónica digital práctica. 1a edición. Alfaomega. 1996. Méjico. TAUB, Herbert. Circuitos digitales y microprocesadores. 1a edición. McGraw - Hill. 1989. Méjico. FABRICIUS, Eugene. Diseño lógico moderno y Teoría de la conmutación. 1a Edición. CECSA. HAYES, John. Diseño lógico digital. 1a Edición. ADDISON - WESLEY IBEROAMERICANA. BIGNELL, James; ET - AL. Electrónica Digital. 1a Edición. CECSA, 1997 México. PALMER, James; ET - AL. Introducción a los sistemas digitales. 1a Edición. Mc Graw-Hill. 1995. Manuales del Software MAXPLUS II de ALTERA para PLD’s. (Inglés) 13.3 Principales direcciones en Internet http://www.altera.com http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2759 Preparado por Eric Vallejo R., Diego Gómez, Mario Esmeral P., Julián Betancur, Junio de 2006. Modificado por: Eric Vallejo R. Fecha: julio de 201 |
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