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01/27/16 dd11 Introduccion 1
DISEO
DIGITALIE 612
Jos Mnico
Oyu!"M"rtin#$
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01/27/16 dd11 Introduccion 2
I. IDENTIFICACION DE LAASIGNATURA
DISEO DIGITAL IE-612 3UV HORAS TEORICAS: 3 PRACTICAS: 1.5. REQUISITO: IE-531 ELECTRONICAII,
FF-201 LOGICA
Horario : 18 - 19 (6-7 pm
II. !RESENTACION!" #! E$!%&'()%".C*(%!+&* )%* #! E$!%&'()%" D)/)&"$,
"($)), #)!* "+$)%"%)*(! " #)+*)&)*#! %*+4&"#*!.
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01/27/16 dd11 Introduccion %
III.O"#ETI$OS GENERALES
Co%o&imi'%o) *+)i&o) %*+4&"#* #)/)&"$ )&!" (4)%*
%'#)/* !+$!"#* !( !$ %*+4&"#*#)/)&"$.
Co%&'po) para ', a%+,i)i) i)'/o#!%)%4)&* #)/)&"$! %*)("%)*(! !%4!(%)"$!.
"a)') para ,a )0%')i)#! 4)&!" #)+*)&)* #)/)&"$!.
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01/27/16 dd11 Introduccion &
IV.CONTENIDO
UNIDAD 1 INTRODUCCION ALCOMPUTADOR Y SISTEMADE NUMEROS Y CODIGOS
DE COMPUTADOR
Objetivos especficos:Conocimientos bsicos sobre la Arquitectura y
componentes del computador digital, lossistemas numricos y diferentes cdigosusados en los computadores
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01/27/16 dd11 Introduccion '
UNIDAD 2 LOGICA COMBINACIONAL
Objetivos !specficos
"rincipios de Algebra #ooleana y su aplicacin acircuitos lgicos$uncionamiento de los circuitos lgicos bsicosConceptos de minimi%acin y dise&o en sistemas
lgicos combinacionales
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01/27/16 dd11 Introduccion 6
UNIDAD 3 LOGICA SECUENCIAL
Objetivos especficos:'ue el alumno aprenda las tcnicas para elanlisis de sistemas de lgica secuencial'ue el alumno aprenda las tcnicas utili%adas en
sntesis de circuitos secuenciales
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01/27/16 dd11 Introduccion 7
Diseo con VHDL
(onc)to d VHDLL*ic" +ro*r","-!.+GA
(+LDE,)!o d +ro*r","cin y so d ISE i!in
+roycto
http://www.xilinx.com/products/cpldsolutions/logic_tool.htm7/25/2019 DDUNO1[2]
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01/27/16 dd11 Introduccion 3
VI EVALUACION
Tres exmenes acumulativosTrabajo Bibliogrico!Tareas
"ro#ecto$
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01/27/16 dd11 Introduccion 4
VII RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE( )aterial escrito a*ora eboo+ http://j!"#$%&.'()(*&.#+&h.h+( ill y "eterson, )orris )ano, -occi, .amuel C
/ee, 0reenfield, 1a+erly etc
"rogramas de Ayuda:2 'uine )cClus+ey,
2 .imulador de Circuitos 3ntegrados 4igitales2 5ilin6
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01/27/16 dd11 Introduccion 10
5EISITOS no or,"!s
8 Asistir " (!"s8 Estudi"r todos !os d9"s8 :"cr !"s t"r"s ; y ntr*"r!"s n tr,ino 0 " 4 ;101< y " s"r)rsnt"cin s ! conoc co,o not"cin)o!ino,i"!$
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01/27/16 dd11 Introduccion %'
("d" d9*ito n un nF,ro -in"rio sr)rsnt"do )or un )so d )otnci" d 2>
1011 12% H 022 H 121 H 120
+"r" conCrtir? !os )sos s su,"n> 1011
13 H 0& H12 H 11 ;11
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01/27/16 dd11 Introduccion %6
IT> un di*ito -in"rio? s !" ,nor unid"d d
inor,"cin n -"s 2 y )ud sr 0 o 1$KTE>un *ru)o d oco -its? y t",-in s !!!"," c"r"ctr$
Inor,"cin s *u"rd" n circuitos!ctrnicos n or," d 0s 1s y suti!i#"n !i) !o)s )"r" "!,"cn"r s" unid"d
d inor,"cin$
11011101
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01/27/16 dd11 Introduccion %7
ASCII$ 12mbolos alanum3ricos +caracteres,usa%os -ara re-resentar inormaci'n en
sistemas %igitales$
Ca%a caracter A1CII utili0a oc/o bits$Ejem-lo4 A.. 5 12mbolo A1CII A 65666665 . 65666566
. 65666566 b 56566666 5 56556665
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01/27/16 dd11 Introduccion %3
Cdigos de Instruccin
Las instrucciones %el com-uta%orsiem-re resi%en en la memoria -rinci-al
+core memor#, # se re-resentan en 67s #57s! se %escom-onen en cam-os co%iica%osse-ara%amente$
5656 565565555655O-eraci'n .irecci'n 8o-eran%o
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01/27/16 dd11 Introduccion %4
n " 2ndcodr
M,ory Addrssr*istrMA5 n -its M,ory -u77r
r*istrMJ5 , -its
5EAD 5ITE
)"!"-r" 0
)"!"-r" 1
)"!"-r"2n1
,
n
1
0
2n1
Dirccion
n
D"t" in/out
Instrucciones de Computador
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01/27/16 dd11 Introduccion &0
Instrucciones de Computador
Aritmticas 4 sumar restar multi-licar o %ivi%ir %atosbinarios$Comparacin y Prueba 4%eterminar las relaciones menor
*ue! ma#or *ue igual a, entre %os %atos binarios$Desvo y Salto4 -ara alterar secuencia normal %e ejecuci'n%el -rograma! basa%o en resulta%os %e com-araci'n #-rueba$Comandos de Entrada/Salida: enviar mensajes alcom-uta%or # controlar %is-ositivos -eri3ricos$peraciones !gicas y de Despla"amiento: inter-retarlos c'%igos *ue usa el com-uta%or$
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01/27/16 dd11 Introduccion &1
#ard$are del computador:Los -rimeros com-uta%ores electr'nicos
como el ENIAC Electronic NumericalIntegrator an% Com-uter ueronconstrui%os %e tubos al vac2o! los
anteriores a este /ab2an usa%o rela#s+electromecnicos,$
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01/27/16 dd11 Introduccion &2
.es-u3s #a utili0aron transistores # luegocircuitos integra%os organi0a%os -ara
reali0ar registros # circuitos %e controlnecesarios -ara im-lementar conjunto %einstrucciones$
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01/27/16 dd11 Introduccion &%
!o=u -sico )"r" construir )"rtsintrn"s d! co,)ut"dor c)to ,,ori"s !s conoc co,o )urt"s? s )udn
intrconct"r )"r" or,"r circuitos !*icosco,-in"cion"!s$
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01/27/16 dd11 Introduccion &&
Anlisis # %ise&o %e circuitos usa%os encom-uta%ores # otros sistemas %igitales$
Esos circuitos se engloban en %oscategor2as4
Combinacionales # 1ecuenciales$
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01/27/16 dd11 Introduccion &'
Combinacional in%ica *ue sali%a %el
circuito en cual*uier t es unci'n9nicamente %e entra%as en ese tiem-o$+un suma%or! un com-ara%or! un%eco%iica%or,$
.uncion ;"?-?c?d$$
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01/27/16 dd11 Introduccion &6
1ecuencial! sali%as +o su conteni%o, en untiem-o %a%o! sern unci'n no solo %eentra%as en ese tiem-o sino tambi3n %esecuencia %e eventos anteriores +li-lo-s! conta%ores etc,$
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01/27/16 dd11 Introduccion &7
Sistemas de %&meros y Cdigos deComputador
Base intercambio %e inormaci'nre-resentaci'n simb'lica! co%iica%a
-ara re-resentar canti%a%es! mo%elos etc$
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01/27/16 dd11 Introduccion &3
(e-resentaci'n simb'lica se estructuraalre%e%or %e un conjunto %e s2mbolos conreglas -ara su uso +ejem-los 4 Algebra!textos im-resos! matemticas,$ sistemas%e n9meros # c'%igos %e com-uta%or$
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01/27/16 dd11 Introduccion &4
1istemas %e N9meros$
a, 12mbolos vli%os!%2gitos:b, (elaciones -ara la suma +;,!
multi-licaci'n +x,! sustracci'n o resta +
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01/27/16 dd11 Introduccion '0
BA1E NO=B(E
> Binario? Ternario@ Cuaternario Octal56 .ecimal
5 exa%ecimal
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01/27/16 dd11 Introduccion '1
Cual*uier n9mero -ue%e tener -arteentera # -arte raccionaria se-ara%os
-or -unto +-unto %ecimal en sistema%ecimal,$NDNe$N
=aneras %e re-resentar n9meros en unsistema4
Notaci'n "osicionalNotaci'n "olinomial$
Notaci'n "osicional
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01/27/16 dd11 Introduccion '2
Notaci'n "osicional$
Nr
D +an
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01/27/16 dd11 Introduccion '%
c"d" d9*ito st n un" )osicin )so y !)so d c"d" )osicin s un" )otnci" d-"s 10$
En *nr"!>
=
=
1n
mi
i
ir raN
12%$&'? r 10? "2 1? "1 2? "0 %?
"1 &? "2 '? "i 0 )"r" iN%
"i0 )"r" i %
om-arac n e s emas
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01/27/16 dd11 Introduccion '&
om-arac n s mas
ND+5@,56D+5556,>D+55>,?D+?>,@D+5,D+E,5
Binario +6 < 5, recomen%a%o -aracircuitos %igitales construi%os con
%is-ositivos %e > esta%os +transistor!corte 5 l'gico # saturaci'n 6 l'gico! enl'gica -ositiva,$
1erie %e transistores li-
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01/27/16 dd11 Introduccion ''
(e-resentaci'n signo # magnitu%$
Un %igito in%ica el signo$"osicional4ND +an
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01/27/16 dd11 Introduccion '6
"unto $lotante o notacincientfica: 7>?,@B,>?@B6D@>8?,@B, 8?@B 8 an(Da n(?aDa a (Da (?a (m F8b+(Db8.$.!,b+(Db,an(Da(m 7G o > r(D 7(
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01/27/16 dd11 Introduccion '7
Ejem-lo4 N D +>!@?!666$,561i se asigna4 n;m D F! J D ?
entonces4 ) D ;+$>@?6,56 e D ;+66$,56 N D +66!66!>@?6,56-Ejem-lo4N D 1i se asigna n;m D 56 # JD
entonces4 ) D E D ;+$,56 D ;+666556,>N D +56!666556!5655655656,>
C i d N t Si t
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01/27/16 dd11 Introduccion '3
Conversin de Nmeros entre Sistemas
Seam
m
n
n
nn
n
m
i
i rarararararaN
++++++== .110.0221.11
..........
Trminos de serie son expresados enbase r =, cada factor de cada trmino
se convierte a la otra base, r=, seriese evala usando aritmtica en base .
!jemplos: 8D
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01/27/16 dd11 Introduccion '4
!jemplos: 8D< a base ?4esarrollo:8D 8D
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01/27/16 dd11 Introduccion 60
!jemplos: Convertir 8D< a base D
8D8D
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01/27/16 dd11 Introduccion 61
C!+$)(0+ 4$ N9$!) &**(!+&(!)
!jemplo: 8A$BDK 8?JBJ?BD?K
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01/27/16 dd11 Introduccion 62
C!+$)(0+ 4$ N9$!) &**(!+&(!)
Mn segundo mtodo para evaluar la serie con 7entero es como sigue:
7 > 8 8an(Dr G an(? DKD BDH> BD
7>8a?rGaD8D6DHGDK ?JBD
4e base r> a base r > N aritmtica
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01/27/16 dd11 Introduccion 6%
4e base r>a base r > N aritmticaen base
E+t$&87e
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01/27/16 dd11 Introduccion 6&
P&t$ $+t$&:
"rimera divisin87e an(DNn(?G aDNG aN
;esiduo4ividendo 4ivisor
Cociente
Mna ve% que una divisin produce uncociente o conversin es completaentonces cada dgito 8ai< puede ser
convertido a base N
.!0M74A 4393.3P7
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01/27/16 dd11 Introduccion 6'
.!0M74A 4393.3P7
4ividendoan(DNn(?G an(?Nn(B aDN>
N4ivisor
an(DNn(BG an(?Nn( Ga? NG aDN
;esiduo Cociente
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01/27/16 dd11 Introduccion 66
.egunda divisin87e an(DNn(BG aDN
;esiduo
Mna ve% que una divisin produce un
cociente o la conversin es completaentonces cada dgito 8ai< puede serconvertido a base N
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01/27/16 dd11 Introduccion 67
!jemplo:8?B
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01/27/16 dd11 Introduccion 63
!jemplo: 8D?
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01/27/16 dd11 Introduccion 64
Parte Fraccionaria
N6 7f > a(DG a(?N(D
G G a(mN(mGD
7f 6
N(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( a(D a(?a(m
entera fraccionaria
productos sucesivos dan a(?a(m
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01/27/16 dd11 Introduccion 70
/as multiplicaciones de la partefraccionaria por N se continEan *asta
que parte fraccionaria del producto escero o *asta que se *an producidosuficientes dgitos
!jemplo: 7 > 8D?JK
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01/27/16 dd11 Introduccion 71
j p 8 < D?JK 6 > KD
S a(D KD 6 > ?KH
S a(? KH 6 > ??
S a(B ?? 6 > JLH
S a(
JLH 6 > BKJ S a(K
7 > 8a(Da(? a(H
8 ?B?
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01/27/16 dd11 Introduccion 72
!jemplo: 7 > 8H J
J 6 J > H 6 J > B?? 6 J > DH
7 > 8H 8HBD A G 8(#< > A G C C esnegativo de # .i A y C pueden ser
negativos, entonces cualquier operacinde sustraccin puede *acerse comouna suma
/os nEmeros negativos se escriben enforma complementaria y el signo de la
diferencia es el correcto
7otacin Complementaria: .e define
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87/112
01/27/16 dd11 Introduccion 37
7otacin Complementaria: .e definepara nEmeros enteros de la forma 87
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88/112
01/27/16 dd11 Introduccion 33
TIPOS DE COMPLEMENTOS
C!p%$$+t!
4efinicin:
X7Yr > complemento base de unnEmero 87 rn( 87 para 7 >
donde n es el nEmero de dgitos de 87 DD 8GH< > DD G8(< > G DDD G8(DB< >G DDD
((((( ((( ((((( ((((((((( 8G?< > D D 8G@< > DDD S carry descartado
8(B< > DDDD G8(DD< > G DDD ((((( ((((((((((
8(D< > D DD S carry descartado
COMPLEMENTO r 1
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01/27/16 dd11 Introduccion 106
.e define como X#Yr(D> X7Yr( D , n es
el nEmero de dgito de 7
/a sustraccin:
7 > 8A
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107/112
01/27/16 dd11 Introduccion 107
rn nGD dgitos cancela cualquier carryen la columna mas significativa de 8A
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108/112
01/27/16 dd11 Introduccion 103
Cuano la i!erencia e" ne+ati#a noCuano la i!erencia e" ne+ati#a no$a' carr'$a' carr'
7 > ( 8rn ( D ( 8A ( X8A
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109/112
01/27/16 dd11 Introduccion 104
X7Yn(D> ?n( 87
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110/112
01/27/16 dd11 Introduccion 110
D .ume 8A
7/25/2019 DDUNO1[2]
111/112
01/27/16 dd11 Introduccion 111
8# KKD> 8DDDDD
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112/112
? JJ y # > B? n > @ A > DDD # > D X#YD> DDDDDDD!ntonces 8A