Diseño de circuitos digitales

Conforme avanza el curso y nuestros conocimientos aumentan, se nos va pidiendo con más frecuencia el diseño de circuitos digitales. Esto representa probablemente una de las tareas más complicadas para el estudiante, ya que además de un buen conocimiento de la teoría se necesita cierto nivel de análisis y de resolución. Este nivel se irá alcanzado con la práctica, por lo que el alumno debe ser consciente que es indispensable dedicar el necesario esfuerzo y trabajo personales.

A modo de guía, los pasos a seguir, en general, en todo diseño son los siguientes:

1. Partir de un bloque principal como sistema a diseñar.
2. Conectar al mismo los periféricos de entrada y de salida, indicando el número de líneas necesarias en cada caso.
3. Dividir el bloque principal en los bloques necesarios según los conocimientos teóricos adquiridos.
4. Encontrar en los manuales dispositivos electrónicos que realicen la función de cada bloque.
5. Interconectar los distintos dispositivos para obtener el diseño planteado.

Sea por ejemplo el siguiente sistema a diseñar:

• A partir de cuatro pulsadores NA, A, B, C y D, se debe diseñar un circuito que visualice sus valores hexadecimales respectivos, A, B, C y D, al actuar sobre cada uno de ellos. Si no se actúa sobre ninguno el visualizador no deberá mostrar nada.

En la siguiente imagen puede observarse el proceso de diseño según los puntos anteriores (dé un clic sobre la imagen para poder verlo y reduzca el tamaño de la imagen en su navegador si no la ve entera):

Este ejemplo, junto con otros, están disponibles en la página de ejercicios propuestos para ser resueltos con KTechLab en Linexedu. Quienes deseen ejercicios para practicar, o simplemente descargarse la solución a este ejemplo, pueden seguir este enlace.

Resultados del informe de la práctica 5

En un principio pensé que la nota media de esta práctica iba a ser inferior a la de la anterior debido a que varios alumnos no pudieron terminar todos sus apartados por problemas de tiempo. Sin embargo, este problema ha sido corregido por la presentación de unos informes bastante correctos, alcanzándose una nota media de la clase de 7,2. Destacar la disminución de faltas de ortografía, acentos fundamentalmente, y la calidad de las imágenes realizadas por vosotros mismos.

A continuación se detallan las carencias y errores más comunes cometidos:

• No indicar los circuitos integrados utilizados en los diferentes diseños.
• Cuestión 1: no razonar el por qué las puertas NAND y NOR son universales.
• Cuestión 2. ha sido la que peor se ha contestado de todas las cuestiones. Sólo había que consultar los apartados a) y d) del punto 3.4.5 del tema 3 de vuestro cuaderno de teoría. ¿Es que no se repasan periódicamente los temas vistos?
• Cuestión 4: parece ser que es la que más ha costado encontrar la respuesta, y aunque han sido mayoría los que han respondido, sólo unos pocos han razonado correctamente el diseño.

Y hablando de repasos. Estamos viendo ya el tema 7, y recuerdo que una vez finalizado tendremos un test de conocimientos de todos los temas vistos hasta el momento. Por ello es indispensable que desde ya, dediquemos al menos 2 horas semanales al repaso de la teoría. Realizar de nuevo el test de preparación de los temas 1 a 4 será de gran ayuda para recordar lo visto en esos temas. Recuerdo que no deberían realizar el test de los temas 5 a 7 hasta no haber concluido con toda la teoría y no haber estudiado adecuadamente, ya que la misión de estos tests de prueba es la de que veáis si estáis correctamente preparados.

Tema 7: Sistemas aritméticos

En este tema veremos los principios básicos de la aritmética binaria y circuitos digitales capaces de sumar y restar. A continuación se describen los puntos a tratar.

TEORÍA

• Aritmética binaria: operaciones básicas, números con signo, números en coma flotante y suma y resta de números con signo.
• Circuitos aritméticos: semisumador y sumador completo, sumadores en paralelo y unidades aritméticas y lógicas.

PRÁCTICA

Apartados prácticos:

• Implementación de un semisumador con puertas NAND.
• Circuito integrado 7483.
• Sumador/Restador con el 7483.
• ALU 74181.

Apartados de simulación:

• Sumador total a partir de dos semisumadores.
• Implementación del 7483 a partir de sumadores totales.
• Diseño de un sumador con propagación del acarreo en paralelo.
• Diseño de un multiplicador de dos cuartetos.
  

Ayuda en contexto en KTechlab

Acabo de concluir de repasar la traducción de la interfaz gráfica, fichero es.po que otro profesor me mandó, y de mejorar la ayuda en contexto, fichero help-es, de Ktechlab. Esta última se trata de la ayuda que aparece cuando seleccionamos un elemento, componente electrónico o diagrama de flujo, en la ventana lateral (dar clic en la imagen superior para agrandar). Estos archivos se mandarán próximamente a los desarrolladores para que lo incluyan en la próxima versión de KTechLab que parece ser saldrá dentro de no mucho. Sin embargo, aquellos alumnos que lo tienen ya instalado en sus ordenadores lo pueden ya utilizar. ¡Ventajas del Software Libre!

Los pasos a seguir son los siguientes:

1. Descargue los ficheros necesarios desde este enlace.
   
2. Descomprima.
3. Abra la consola y vaya al directorio que acaba de descomprimir.
4. Compile el fichero es.po e instálelo. En este enlace es explica como hacerlo (apartados 2 y 3 respectivamente).
5. Siga con la consola y no salga de sudo. Abra el navegador de archivos (cuidado con lo que ahora se hace, el navegador tiene acceso a todo el sistema) con el siguiente comando: nautilus
6. Vaya, con el navegador, al directorio descomprimido, seleccione los archivos help-es, fccc.png y xor3.png y seleccione copiar.
7. Vaya al directorio /share/apps/ktechlap/contexthelp y seleccione pegar. Acepte a la pregunta para sobreescribir el antiguo help-es.
8. Cierre el navegador, salga de sudo (exit) y habra KTechlab para comprobar su nueva interfaz en español y la ayuda en contexto.