ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORALFACULTAD DE INGENIERIA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACION

SISTEMAS DIGITALES ISEGUNDA EVELUACION I TERMINO 2008-2009 3 de Septiembre del 2008

PROBLEMA # 1 (25 p)

Realizar el diseño modular de una unidad aritmética y lógica (ALU). El ingreso del dato a ser procesado se realiza por medio de un teclado decimal, el cual va del 0 al 9 y posee una tecla de ENTER. Se genera un solo digito al presionar la tecla correspondiente y luego se presiona ENTER. El numero binario (B)2 equivalente al número decimal ingresado por teclado se analiza. Si dicho numero es par se enciende un LED azul, si es impar se enciende un LED amarillo. La maquina procesa al número binario (B)2 según la siguiente tabla:

Si X=1 y el numero ingresado (B)2 es par entonces presenta W=(B2

) en el display.

Si X=1 y el numero ingresado (B)2 es impar entonces presenta W=(B∗2) en el display.Si X=0 y el numero ingresado (B)2 es par entonces presenta W=(B ) en el display.Si X=0 y el numero ingresado (B)2 es impar entonces presenta W=(B)2 ,C en el display.

Presentar :

a) El diagrama de bloques de la maquinas, mostrando la función que realiza cada bloque. (5p)

b) La implementación de cada bloque, utilizando circuitos integrados MSI y puertas adicionales. Indique claramente las conexiones, nombre de las señales y de los integrados usados. (20p)

Solución tema 1:

literal a)

literal b)

Bloque detección numero par.

Bloque del complemento.

Bloque divisor para do 2.

Si (B)2 = (B3B2B1B0)2

→ (B)2/2 = (0 B3B2B1)2

0 ----→ DIV (3)

B3 ----→ DIV (2)B2 ----→ DIV (1)B1 ----→ DIV (0)

Bloque multiplicador * 2.

Si (B)2 = (B3B2B1B0)2

→ (B)2∗2 = (B3B2B1B00)2

B3 ----→ MUL (4)B2 ----→ MUL (3)B1 ----→ MUL(2)B0 ----→ MUL(1)0 ----→ MUL(0)

PROBLEMA # 2 (25 p)

A continuación se muestra la implementación de un circuito digital diseñado con componentes MSI y puertas adicionales:

a) Escriba el código VHDL del subcircuito MUX_2a1 mostrado. (7p)b) Suponga que en una carpeta de trabajo dispone de los programas REG_DES.VHD

y BCD_7SEG.VHD, que contienen la descripción VHDL de los correspondientes elementos mostrados. Cree en VHDL un paquete llamado COMPONENTES que incluya los dos circuitos indicados más el MUX descrito en el literal interior. Para declarar entradas y salidas, asuma un orden de señales similar al mostrado en el

grafico, esto es: entradas desde la izquierda y de arriba hacia abajo y salida a la derecha. (7p)

c) Usando el paquete anterior de las descripciones RTL y ESTRUCTURAL (o lógica), escriba un programa en VHDL para implementar completamente el circuito mostrado. Note que no dispone de subcomponentes para las puertas lógicas básicas. (11p)

Literal a)

library ieee; use ieee.std_logic_1164.all;

entity MUX_2a1; Port(SEL,A1,B1,A2,B2,A3,B3,A4,B4,GN: in std_logic; Y1,Y2,Y3,Y4: out std_logic);

end MUX_2a1;

Architecture Solution of MUX_2a1 is signal Y,A,B: std_logic_vector(3 down to 0); signal S: std_logic_vector(1 down to 0); begin Y <= Y1 & Y2 & Y3 & Y4 ; A<= A1& A2 & A3 & A4 ; B <= B1 & B2 & B3 & B4 ; S<= GN & SEL ; with S select Y <= A when "00" , <= B when "01" , <= "zzzz" when others; Y1<=Y(1);Y2<=Y(2);Y3<=Y(3);Y4<=Y(4); end Solution;

literal b)

PROBLEMA # 3 (20 p)

Diseñe un Flip Flop SDI activado por flancos positivos de reloj, cuya tabla característica se muestra a continuación:

Se pide lo siguiente:

a) Encuentre la tabla completa para el diseño del decodificador basado en Flip Flop J-K, presente los mapas del decodificador anterior incluyendo las expresiones resultantes. Implemente el circuito Flip Flop SDI. (10p)

b) Escriba un programa en VHDL usando descripción por comportamiento para el Flip Flop SDI. (7p)

c) Complete el siguiente diagrama de tiempo de tiempo del Flip Flop SDI , especificando valores para la señal de salida Q. (3p)

Solución tema 3.

Literal a)

Literal b)

Literal c)

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SISTEMAS DIGITALES ITERCERA EVELUACION II TERMINO 2010-2011 16 de Febrero del 2011

PROBLEMA # 1 (33 p)Realizar el diseño modular de una maquina controladora de tarjetas de acceso a la Metrovía. La maquina funcionara de la siguiente manera:- Cada tarjeta tendrá un precio de $ 3,00 y abastecerá para realizar 12 viajes dentro de la Metrovía, ya que cada viaje tiene un costo de $ 0,25.- Cuando usted desea ingresar a la Metrovía, ingresa su tarjeta en el Lector/Grabador de Acceso, se verifica su cupo, se descuenta un nuevo acceso y se activa Pasar, dejando que usted entre al sistema de Metrovía.- Las tarjetas de los usuarios tendrán incorporado un microchip de memoria en donde se leerá o grabara el número de acceso que se está realizando. Por ejemplo : Si usted ya ha realizado 5 viajes, entonces al realizar la lectura de su tarjeta se obtiene A=0101. Luego, dado que usted realiza otro acceso ahora se graba B=0110, internamente (no tiene que hacerlo usted ) B se convierte en el próximo A. No se almacenan valores en dólares.- Cuando su tarjeta ya ha cubierto su cupo, la maquina ya no le da acceso al sistema de Metrovia (No se activa Pasar), y a su vez le pregunta mediante la Pantalla LCD si desea comprar otra tarjeta, lo cual usted responde a través de un Pulsador, llamado Comprar.- Para realizar la compra de la nueva tarjeta, usted solo puede ingresar monedas de $ 1,00.Por lo tanto la maquina no está habilitada para entregar vuelto. Tan solo al cubrir el valor del precio de la tarjeta de acceso, la maquina le entrega la nueva tarjeta (Se activa ET.H) y usted podrá ingresar a la Metrovia, al activarse la señal Pasar.