Lógica Digital

Universidad Nacional Experimental Politécnica de las Fuerzas Armadas
Técnico Superior Universitario en Análisis y Diseño de Sistemas


Semestre: I       Código: MAT-10934       Horas Teóricas: 2         Horas Prácticas: 2         Laboratorio: 3

Objetivo General de la Asignatura
Aplicar los fundamentos teóricos prácticos de la lógica en el diseño de sistemas digitales.

Sinopsis del Contenido
Esta asignatura permitirá que el estudiante del TSU en Análisis y Diseño de Sistemas adquiera competencias relativas a la lógica digital, lo cual le permitirá comprender como debe hacerse el diseño de sistemas digitales varios. Esta asignatura esta estructurada en cuatro (5) unidades:
UNIDAD 1: Introducción a la Lógica Digital
UNIDAD 2: Álgebra de Boole
UNIDAD 3: Aplicaciones de la Lógica Combinacional
UNIDAD 4: Lógica de Transferencia
UNIDAD 5: Aplicaciones de la Lógica Digital

Contenido de la Materia
UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LA LÓGICA DIGITAL
1.1 Sistemas analógicos y digitales: Definiciones de sistema analógico, sistema digital, codificación. Funcionamiento de un sistema analógico y de un sistema digital. Semejanzas, diferencias, ventajas y desventajas entre los sistemas analógicos y los sistemas digitales. Aplicaciones prácticas.
1.2 Sistemas de numeración: decimal, binario, octal y hexadecimal. Conteo binario. Comparación entre el sistema de numeración binario y el sistema de numeración decimal. Conversión entre los diferentes sistemas de numeración más utilizados. Operaciones aritméticas en el sistema binario y hexadecimal.
1.3 Códigos binarios: ASCII, EBCDIC, BCD. Diferencias entre los códigos y usos prácticos.

UNIDAD 2: ÁLGEBRA DE BOOLE
2.1 Álgebra de Boole y compuertas lógicas: Definiciones lógicas. Definición axiomática del álgebra booleana. Teoremas básicos, teorema de Morgan y propiedades del álgebra de Boole. Funciones booleanas. Formas canónica y normalizada. Otras separaciones lógicas. Compuertas lógicas digitales. Familia de circuitos lógico-digitales.
2.2 Simplificación de funciones de Boole: El método del mapa de Karnaugh. Mapas de dos, tres, cuatro, cinco y seis variables.
Simplificación de un producto de sumas y de una suma de productos (minterms y maxterms). Ejecución con NAND y NOR. Otras ejecuciones con dos niveles.
2.3 Lógica combinacional: Procesamiento de diseño. Sumadores. Sustractores. Conversión entre códigos. Procesamientos de análisis. Circuitos NAND de multinivel. Circuitos NOR de multinivel.

UNIDAD 3: APLICACIONES DE LA LÓGICA COMBINACIONAL
3.1 Lógica combinacional con MSI Y LSI: Sumador paralelo binario. Sumador decimal. Comparador de magnitudes. Decodificadores. Multiplexores. Memoria de sólo lectura (ROM). Arreglo lógico programable (PLA).
3.2. Lógica secuencial: Flip-flops. Disparo de los flip-flops. Análisis de los circuitos secuenciales temporizados. Reducción de estados y asignación. Tablas de excitación de los flip-flops. Procedimiento de diseño. Diseño de contadores. Diseño de ecuaciones de estado.
3.3. Registros, contadores y unidad de memoria: Registros. Registros de desplazamiento. Contadores de rizado. Contadores sincrónicos. Secuencias de tiempo. La unidad de memoria. Memoria de acceso aleatorio.

UNIDAD 4: LÓGICA DE TRANSFERENCIA
4.1 Definición de circuitos secuenciales: Modelo de Mealy: entrada, próximo estado, estado presente, decodificador de próximo estado, elementos de memoria, decodificador de salida, salida. Modelo de Moore. Celda básica de memoria: RAM, ROM, PROM, RMM, CAM, SAM, EPROM.
4.2 Circuito antirebote. Flip-flop RS. Flip-flop RS con entrada de reloj. Configuración “master-slave” (amo-exclavo). Flip-flop tipo T. Flip-flop RST. Contador binario de 4 bits. Contador de décadas. Flip-flop tipo D. Registros de desplazamiento (shift registers). Flip-flop JK.
4.3 Diseño de circuitos secuenciales: Salidas en Modelo Moore. Salidas en Modelo Mealy. Salidas en Modelo Moore Clase C. Pasos del diseño. Parámetros de los flop-flops.

UNIDAD V: APLICACIONES DE LA LÓGICA DIGITAL
5.1 Lógica de transferencia de registros: Transferencia entre registros. Microoperaciones aritméticas, lógicas y de desplazamiento. Proposiciones condicionales de control. Datos binarios de punto fijo. Sobrecapacidad. Desplazamientos aritméticos. Datos decimales. Datos de punto flotante. Datos no numéricos. Códigos de instrucción. Diseño de un computador sencillo.

Plan de Evaluación
 Unidad         Cohorte%        Tipo de EvaluaciónFecha 
 I I.
Esperando por el calendario
25 Taller Práctico------------ 10% 
Examen Parcial -----------15%
 Por definir      
 II II25 Taller Práctico----------------10%
Examen Parcial---------------15%
 
 III III25  Taller Práctico------------------10%
Examen Parcial----------------10%
Proyecto-----------------------5%
             "                    
IV y V IV 25Taller Práctico-----------------10%
Examen Parcial----------------15%
 
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Cronograma de Actividades

Lógica Digital


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Bibliografía
-Cuesta, L. y otros. (1992). Electrónica Digital. España: Mc Graw Hill. Morris, M. 
- Hennessy, J. y Patterson, D. (1992). Arquitectura de Computadores. España: Mc Graw Hill. 
- Morris, M. (1986). Lógica Digital y Diseño de Computadoras. México: Prentice - Hall. 
- Murdocca, M. y Heuring, V. (2002). Principios de Arquitectura de Computadoras
- Tanenbaum, A. (2000). Organización de Computadoras. Un Enfoque Estructurado. Cuarta Edición. México: Prentice Hall. 
- Tocci, R. y Widmer, N. (2003). Sistemas Digitales. Principios y Aplicaciones. México: Pearson - Prentice Hall. 
- Thomson Learning. Murdocca, M. y Heuring, V. (2002). Principios de Arquitectura de Computadoras. 
- Siliceo, A. y otros. (2000). Lógica Digital y Microprogramable. España: Paraninfo 

Condiciones de la Materia
Estas pautas ya han sido discutidas en clase, por lo que su publicación a través de este medio le da plana legalidad. Las Normas son la siguientes.
Generales
  1. Luego de 15 Minutos de comenzada la clase, no se permite la entrada de ningún estudiante. La profesora siempre procurará estar puntual, en caso de que por condiciones climáticas no pueda llegar a tiempo avisará con tiempo al comandante de la sección y se permitirá la entrada de estudiantes.
  2. Siempre y cuando la profesora No avise al comandante o subcomandante siempre hay clases.
  3. Es norma de la Institución y de obligatorio cumplimiento dar el parte al entrar a Clases. Tomar las previsiones si no se encuentran los estudiantes asignados para ello.
  4. PROHIBIDO EL USO DE CELULARES, y audífonos durante la clase, estudiante que tenga uno de estos debe abandonar el salón.
  5. Las fechas para la presentación de trabajos, talleres, exámenes prácticos y teóricos se realizarán en la fecha pautada en la planificación, salvo que por razones de fuerza mayor No puedan concretarse, por lo cuál las fechas serán pautadas para la siguiente clase.
  6. Los alumnos durante la clase deberán mantener el orden y el respeto para con el(la) profesor(a), en caso de que No se cumplan estos parámetros el(la) profesor(a), tiene la potestad de dar clase vista y retirarse del salón, retomando con otro tema la siguiente clase. Nota: El tema de la clase vista es un tema que es evaluado, los estudiantes deben investigar y preguntar al profesor.
Durante la Presentación de un Examen Práctico o Teórico:
  1. Durante la presentación de exámenes o talleres prácticos y teóricos, Queda prohibido el uso del celular (a menos que sea notificado con anterioridad). El celular debe permanecer en un lugar visible, exactamente en la mesa colocado en la parte superior izquierda y en modo silencio. Estudiante que sea sorprendido con el celular en la mano enterga el examen. 
  2. Durante la presentación de las actividades (a menos que se indicado por la profesora) solamente ser permite el uso de Goma, Sacapunta, lápiz o portaminas, hoja de examen o regla.
  3. Queda terminantemente prohibido hablar con el compañero (exceptuando si es un taller y el compañero se encuentra en el grupo), en caso de que se encuentra un alumno hablando con un compañero será causal suficiente para que entregue el examen.
  4. Cada Examen es de carácter individual (a menos que se indique lo contrario) y debe contener los datos del estudiante. Nombre y Número de Cédula.
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