01 Diseño en Sistemas Digitales

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Utilización de microprocesadores y microcontroladores como una nueva etapa de diseño digital con circuitos VLSI

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01 Diseño en Sistemas Digitales

  1. 1. DISEÑO EN SISTEMAS DIGITALES Elaborado por: Ing. Jaime E. Velarde SISTEMAS MICROPROCESADOS
  2. 2. CLASIFICACIÓN DE LOS DISEÑOS <ul><li>Con circuitos de baja escala de integración </li></ul><ul><ul><li>Utilizan compuertas y flip-flops </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos de mediana escala de integración </li></ul><ul><ul><li>Utilizan decodificadores, multiplexers, contadores, registros, etc. </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos de alta escala de integración </li></ul><ul><ul><li>Utilizan unidades de aritmética y lógica, memorias de acceso aleatorio, memorias solo de lectura </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos de muy alta escala de integración </li></ul><ul><ul><li>Utilizan microprocesadores, microcontroladores </li></ul></ul>
  3. 3. MÉTODOS DE DISEÑO <ul><li>Con circuitos SSI (métodos sistemáticos) </li></ul><ul><ul><li>Algebra de Boole, Tablas de Verdad, Mapas K, Diagramas de Estados </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos MSI (método aleatorio) </li></ul><ul><ul><li>De arriba hacia abajo (Top-Down) </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos LSI (método aleatorio) </li></ul><ul><ul><li>Reemplazo de circuitos por información </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos VLSI (método aleatorio y luego sistemático) </li></ul><ul><ul><li>Elaboración de un programa </li></ul></ul>
  4. 4. PARÁMETRO DE EVALUACIÓN <ul><li>Con circuitos SSI </li></ul><ul><ul><li>Menor número de compuertas y flip-flops </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos MSI </li></ul><ul><ul><li>Menor número de circuitos integrados, que se refleja en un menor número de conexiones </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos LSI </li></ul><ul><ul><li>Mayor número de circuitos reemplazados por información </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos VLSI </li></ul><ul><ul><li>Menor número de instrucciones en el programa </li></ul></ul>
  5. 5. COMPROBACIÓN DEL DISEÑO <ul><li>Mediante programas simuladores </li></ul><ul><ul><li>Simular a los circuitos diseñados es una excelente herramienta para depurar la solución obtenida; pero, los simuladores se basan en algunas suposiciones que no corresponden a la realidad, especialmente en el manejo de corrientes eléctricas </li></ul></ul><ul><li>Mediante la construcción de los circuitos </li></ul><ul><ul><li>Construir los circuitos prototipos es la mejor forma de comprobar los diseños </li></ul></ul>
  6. 6. HERRAMIENTAS PARA COMPROBAR PROTOTIPOS <ul><li>Con circuitos SSI </li></ul><ul><ul><li>Proto-board + fuentes de alimentación + voltímetro o punta de prueba lógica = Laboratorio lógico </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos MSI </li></ul><ul><ul><li>Laboratorio lógico + osciloscopio </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos LSI </li></ul><ul><ul><li>Laboratorio lógico + osciloscopio + grabador de memorias </li></ul></ul><ul><li>Con circuitos VLSI </li></ul><ul><ul><li>Laboratorio lógico + osciloscopio + grabador de memorias / microcontroladores + una computadora personal </li></ul></ul>
  7. 7. SISTEMAS DE DESARROLLO <ul><li>¿Qué es un sistema de desarrollo? </li></ul><ul><ul><li>Es la integración de las herramientas para la elaboración y comprobación de los diseños VLSI </li></ul></ul><ul><li>Evolución de los sistemas de desarrollo </li></ul><ul><ul><li>Equipos enfocados solo a la investigación </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipos didácticos con programación en lenguaje de máquina </li></ul></ul><ul><ul><li>Equipos didácticos con programación en lenguaje ensamblador </li></ul></ul><ul><ul><li>Hardware y software donde se programa desde lenguaje ensamblador hasta lenguajes de alto nivel </li></ul></ul>
  8. 8. VENTAJAS DEL DISEÑO VLSI <ul><li>Reducción del costo del equipo </li></ul><ul><ul><li>Menor número de circuitos integrados, que redunda en la disminución del volumen del equipo, del consumo de energía y de la disipación de calor </li></ul></ul><ul><li>Reducción del tiempo de diseño </li></ul><ul><ul><li>Los sistemas se conciben en forma modular, las estructuras de la información son más complejas y las entradas o salidas de datos son de formas muy diversas </li></ul></ul><ul><li>Incremento de la confiabilidad </li></ul><ul><ul><li>Por el reducido número de elementos utilizados y la posibilidad de programas de autodiagnóstico que facilitan la detección de fallas, el mantenimiento y la reparación </li></ul></ul><ul><li>Incremento de la flexibilidad </li></ul><ul><ul><li>Las modificaciones, nuevas de opciones y futuras expansiones son realizadas tan solo reemplazando el programa </li></ul></ul>
  9. 9. UTILIZACIÓN DEL DISEÑO VLSI
  10. 10. APLICACIONES DEL DISEÑO VLSI <ul><li>Todas las actividades humanas tienen a los microprocesadores o los microcontroladores como los ayudante eficientes </li></ul><ul><ul><li>En la industria </li></ul></ul><ul><ul><li>En la medicina </li></ul></ul><ul><ul><li>En el transporte y las telecomunicaciones </li></ul></ul><ul><ul><li>En el comercio y la banca </li></ul></ul><ul><ul><li>En la informática </li></ul></ul><ul><ul><li>Instrumentos de medición y cálculo </li></ul></ul><ul><ul><li>En el hogar y para la diversión </li></ul></ul><ul><ul><li>En la distintas ramas de la investigación </li></ul></ul><ul><ul><li>En la seguridad personal y de bienes </li></ul></ul>
  11. 11. El dedo servirá pronto como tarjeta de crédito <ul><li>El grupo japonés Hitachi anunció que está experimentando un nuevo sistema para regular las compras en los comercios gracias a la biometría, pasando simplemente el dedo por la caja registradora </li></ul>

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