E-95-035 DISEÑO CON DISPOSITIVOS LOGICOS PROGRAMABLES Y SU PROGRAMACION EN VHDL

OBJETIVOS GENERALES DE LA MATERIA


Al finalizar el curso el alumno será capaz de:

  1. Conocer el estado del arte actual de la lógica programable
  2. Diseñar sistemas digitales a través del lenguaje de descripción en hardware VHDL
  3. Diseñar arquitecturas avanzadas de unidades de control mediante arquitecturas RISC
  4. Diseñar mediante estructuras jerárquicas aplicaciones con VHDL.

 

CONTENIDO

 

Módulo 1. Antecedentes de diseño lógico

 

Objetivo específico.

Presentar de manera general el diseño l de los sistemas digitales mediante las herramientas tradicionales

 

 

    1. Mapas de Karnaugh con variables suscritas
    2. Circuitos combinacionales
      1. Multiplexores
      2. Decodificadores
      3. Sistemas Secuenciales
      4. Sistemas Secuenciales Temporizados
      5. Diseño de contadores
      6. Prácticas de laboratorio

 

Hrs: Teoría 4hrs. Práctica 2hrs.

 

Módulo 2. Introducción a los dispositivos lógicos programables PLD’s

 

Objetivo específico.

El alumno conocerá la evolución de los PLD’s, sus herramientas de desarrollo y sus áreas de aplicación.

 

2.1 El estado del arte de la lógica programable

2.1.1. Definiciones y arquitecturas básicas PAL, PLA, GAL Y CPLD.

    1. El ambiente de programación de PLD
      1. Filosofía de diseño
      2. Las herramientas en software, las herramientas en hardware
    2. Familia PAL16L8 y presentación del software PALASM
    3. Familia GAL16V8 y presentación del software OPAL
      1. Diseño de circuitos combinacionales
      2. Diseño de circuitos secuenciales
    4. Prácticas de laboratorio
      1. Diseño de circuitos combinacionales
      2. Diseño de circuitos secuenciales.

 

Hrs: Teoría 12hrs. Práctica 6hrs.

 

 

Módulo 3. Programación en VHDL

 

Objetivo específico.

Presentar y manejar las herramientas de diseño actuales para la programación de CPLD’s y FPGA’s.

 

    1. Conceptos generales HDL, VHDL.
    2. VHDL, su estructura de programación
    3. Presentación del software de desarrollo (XILINX Foundation Student/Cypress)
      1. Programación mediante el lenguaje VHDL.
      2. Diseño de circuitos combinacionales
    4. Herramientas de diseño, compilación y simulación mediante XILINX Foundation
    5. El editor esquemático
    6. Presentación del sistema de programacion
    7. Preparación, carga y prueba de sistemas
    8. Práctica de laboratorio

 

Hrs. Teoría 9hrs. Práctica 6hrs.

 

 

Módulo 4. Diseño modular y estructuras jerárquicas VHDL

 

Objetivo específico.

Diseñar sistemas digitales a través del lenguaje de descripción en hardware y programación modular.

 

4.1 Diseño jerárquico. Su estructura y sus ventajas

4.2 Diseño de macros e interconexión de módulos usando lenguaje VHDL

    1. Diseño de macros e interconexión de módulos usando diagramas esquemáticos
    2. Prácticas de Laboratorio

 

Hrs. Teoría 4hrs. Práctica 4hrs.

 

 

Módulo 5. Diseño de controladores digitales mediante VHDL y técnicas tradicionales

 

Objetivo específico.

Diseñar unidades de control cableado y microprogramado a través de VHDL, con aplicaciones orientadas hacia la arquitectura de computadoras.

 

5.1 Diseño de máquinas de estado utilizando VHDL

5.2 Diseño de controladores utilizando registros de corrimiento

5.3 Diseño de controladores utilizando contadores

    1. Diseño de control microprogramado
    2. Prácticas de laboratorio

 

Hrs. Teoría 8hrs. Práctica 4hrs.

 

 

Módulo 6. Diseño de arquitecturas avanzadas con FPGA programadas en VHDL

 

Objetivo específico.

Programación de unidades de control microprogramado para el manejo de microprocesadores de arquitectura RISC.

 

    1. Diseño de controladores con número fijo de instrucciones

6.2 Diseño de controladores con manejo de subrutinas

6.3 Programación en FPGA de microprocesadores y microcontroladores

6.4 Introducción a las arquitecturas RISC

    1. Diseño de microcontroladores RISC.

 

Hrs. Teoría 14hrs. Práctica 6hrs.

 

 

Total de horas teóricas 48hrs.

Toral de horas practicas 28 hrs. Estas son el número de horas que el alumno dedicaría extra a sus laboratorios tradicionales.

 

 

BIBLIOGRAFIA:

 

Libros de texto

 

VHDL for programmable Logic

Kevin Skahill

Cypres, 1998

 

XILINX Foundation Software

Dave Van den Bout

Prentice Hall, 1998.

 

Libro de consulta

 

Análisis y diseño de circuitos lógicos digitales

Nelson Nagle, Carrol Irwin

Prentice Hall.

 

Material de apoyo

 

Perfil del Profesor

 

Maestría y/o Doctorado en Sistemas Digitales