FONAMENTS DE COMMUTACIÓ

Tipus d'assignatura: optativa

Crèdits: 7,5 (teòrics: 4,5; pràctics: 3)

Departament responsable: Electrònica

Semestre: 2n

OBJECTIUS DOCENTS

L'objectiu d'aquesta assignatura és dotar a l'alumne dels coneixements bàsics per entendre el funcionament dels sistemes digitals. També s'introdueixen les tècniques de disseny de circuits i sistemes digitals.

CONTINGUTS TEÒRICS

1. INTRODUCCIÓ ALS SISTEMES ELECTRÒNICS DIGITALS

Introducció. Característiques dels sistemes digitals. Sistemes de representació numèrica. Conversió entre sistemes. Representació de nombres enters. Representació de nombres en coma flotant. Codificació i transmissió de la informació.

2. FONAMENTS MATEMÀTICS DE L'ELECTRÒNICA DIGITAL

Introducció. Proposicions, connectors i funcions lògiques. Taules de veritat. Àlgebra de Boole: teoremes bàsics. Operadors lògics funcionalment complets.

3. SÍNTESI LÒGICA

Representació de funcions lògiques: lògica de dos nivells i lògica multinivell. Simplificació de funcions lògiques: mètode analític, diagrames de Karnaugh i mètode tabular. Simplificació de funcions no completament especificades. Simplificació de funcions de sortida múltiple. Algoritmes de síntesi de funcions.

4. CIRCUITS COMBINACIONALS ESTÀNDARD

Introducció. Descodificadors i codificadors. Multiplexors i desmultiplexors. Convertidors de codi. Memòries només de lectura (ROM). Dispositius lògics programables (PAL, PLA i PLD). Disseny de sistemes lògics amb circuits estàndard.

5. CIRCUITS COMBINACIONALS ARITMÈTICS

Introducció. El semisumador. El sumador complet. Sumador de n bits amb generació en sèrie del bit de transport (carry). Sumador amb generació anticipada del bit de transport (carry). Sumadors híbrids. Sumadors en codi DCB. Unitats aritmètiques i lògiques (ALU). Comparadors. Multiplicadors combinacionals.

6. CIRCUITS SEQÜENCIALS

Introducció. Diagrames temporals. Monoestables. Astables. Biestables. Senyals de sincronisme i d'establiment. Latch: RS, JK i D. Flip-Flops: Master-Slave, Edge-Triggered.

7. CIRCUITS SEQÜENCIALS ESTÀNDARD: REGISTRES I COMPTADORS

Introducció. Registres de desplaçament. Registres amb transferència en sèrie i en paral·lel. Control d'operacions amb registres. Comptadors asíncrons i síncrons. Divisors de freqüència.

8. SÍNTESI DE SISTEMES SEQÜENCIALS SÍNCRONS

Circuits seqüencials síncrons. Concepte d'estat. Màquines d'estat: Moore, Mealy i mixtes. Diagrames de transició i taules d'estats. Estats equivalents. Eliminació d'estats redundants. Assignació d'estats. Disseny amb dispositius programables.

9. SÍNTESI DE SISTEMES SEQÜENCIALS ASÍNCRONS

Circuits seqüencials asíncrons. Estats estables i inestables. Carreres. Assignació d'estats. Eliminació de carreres crítiques i d'estats redundants.

CONTINGUTS PRÀCTICS

Documentació i utilització de circuits de portes. Utilització de multiplexors, desmultiplexors i codificadors. Utilització de convertidors de codi comercials. Utilització de comparadors i sumadors complets. Utilització d'unitats aritmètiques i lògiques (ALU). Registres: transferència de dades en sèrie i en paral·lel. Utilització de comptadors comercials. Disseny de sistemes seqüencials síncrons. Disseny de sistemes seqüencials asíncrons. Implementació de sistemes digitals mitjançant mòduls programables (PLA, PAL i PLD).

BIBLIOGRAFIA

1. HERMS BERENGUER, A et al. Disseny digital bàsic. Barcelona: Edicions de la Universitat de Barcelona, 1998.

2. MORRIS MANO, M. Diseño digital. Mèxic: Prentice Hall Hispanoamericana, 1987.

3. ROTH, C. H. Fundamentals of logic design. 4a ed. Minnessota: West, 1992.

4. TOCCI, R. J. Sistemas digitales: principios y aplicaciones. 3a ed. Mèxic: Prentice-Hall Hispanoamericana, 1993.

5. WAKERLY, J. F. Diseño digital: principios y prácticas. Mèxic: Pearson Educación, 2001

6. SERNA, A.; GARCÍA, J. V. Lógica digital y microprogramable. Madrid: Paraninfo, 2000.

AVALUACIÓ

Es farà un examen de la matèria d'aquesta assignatura, on es demanaran bàsicament aplicacions de la teoria estudiada en problemes concrets (75 % de la nota). A més, s'avaluaran les pràctiques de l'assignatura (25 %). Per fer la mitjana, és necessari tenir una nota d'examen superior a quatre (sobre deu) i haver assistit a les sessions de pràctiques.