Ae Sistemas Digitales

A.E.1. PRIMERA ACTIVIDAD: Diseño, Implementación y Simulación de un Circuito
en Lógica Combinacional.
•
•
•
•
•
•
•

Nombre y apellidos: Alejandro Domínguez Al-lal
DNI: 45312176-Z
Nº de matrícula: 262508(GRADO ING. INFORMATICA)
Asignatura:
SISTEMAS DIGITALES
Centro Asociado: Melilla
Tutor: Aziz Mulud Tieb
Fecha: 1 DE DICIEMBRE DE 2011
Enunciado A-E-1-076: Disponemos de tresseñales P2, P1 y P0 con las que

queremos controlar el funcionamiento de una Unidad Aritmético Lógica, pero la
programación de la ALU no depende directamente de estas señales sino de la
prioridad de estas señales. Así el criterio de prioridad de las señales es P0>P1>P2 y
las operaciones de las palabras de 4 bits que debe realizar la ALU son las siguientes:
a) Si la prioridad es de la señal P2 laoperación que debe realizar es la operación
aritmética sin acarreo A PLUS AB.
b) Si la prioridad es de la señal P1 entonces debe realizar la operación lógica AB .
c) Si la prioridad es de P0 debe hacer la operación aritmética con arrastre A MINUS
B.
d) Por último, si las señales son todas cero y ninguna es prioritaria entonces la ALU
debe ponerse a 0.
Diseñe el circuito del codificador yúselo para controlar las operaciones de la ALU
que se han especificado..

Diseño del circuito de control de la ALU. Codificador con prioridad.
• Fichero adjunto: codificadorprioridad.sch
Para el diseño de este circuito codificador de prioridad disponemos de 3 entradas P2, P1 y
P0 las cuales corresponden a los pulsos de reloj DSTM1, DSTM2 y DSTM3
respectivamente, y cuya prioridad es P0>P1>P2Según los valores de entrada podemos tener cuatro estados de salida que corresponden a
cada una de las operaciones que realizará la ALU. Para representar estos cuatro estados nos
basta tener dos bits
o lineas de salida del circuito, S1 y S2, las cuales corresponden a las salidas de U1A y U2A
respectivamente.
Matemáticamente podemos expresar el circuito de la siguiente forma:
S1 = P2 + P1 yS2 = P2 + [ inv(P1) • P0 ]

cuya tabla de verdad teórica sería:

P0
0
1
0

P1
0
X
1

P2
0
X
X

S1
0
1
1

S2
0
1
0

Op. ALU
Cero
A MINUS B

0

0

1

0

1

A PLUS AB

AB .

Donde x puede tomar el valor 1 o 0 independientemente, ya que el valor 1 marca la prioridad P0>P1>P2.

El circuito que representa las dos ecuaciones anteriores es el siguiente:Para realizar la simulación de este circuito he programado los relojes de la siguiente forma:
•
•
•

DSTM1: ONTIME=1ms / OFFTIME=1ms
DSTM2: ONTIME=2ms / OFFTIME=2ms
DSTM3: ONTIME=3ms / OFFTIME=3ms

•
•

y en Analysis Setup → Transient he configurado:
Print Setup = 2ns
Final Time = 6ms (Para que de tiempo a las tres entradas a estar en baja y en alta)

El resultado de dichasimulación es el siguiente:

Para DSTM1=P0, DSTM2=P1, DSTM3=P2, U4A=S1, U1A=S2, 1 = Alta y 0= Baja tenemos que:

PERIODO
P0
P1
P2
S1
S2
Op. ALU
0-1 ms
0
0
0
0
0
Cero
A MINUS B
1-2 ms
1
0
0
1
1
2-3 ms
0
1
0
1
0
AB
A MINUS B
3-4 ms
1
1
1
1
1
A PLUS AB
4-5 ms
0
0
1
0
1
A MINUS B
5-6 ms
1
0
1
1
1
Se puede observar que los resultados de la tabla de verdadpractica coinciden con los de la tabla de
verdad teorica.

Diseño del circuito final. Codificador con prioridad + ALU.
• Fichero adjunto: CircuitoFinal.sch
Según el enunciado, el circuito final tiene que realizar cuatro operaciones, una lógica ( AB ) y tres
aritméticas (A MINUS B, A PLUS AB, Cero ). Para seleccionar la operación la ALU dispone de cuatro
entradas de selección S3, S2, S1 yS0; una entrada M para seleccionar el tipo de función (Aritmética o
Lógica); y una entrada CN para seleccionar si la operación es con acarreo o no.
Siendo 1=H (Alta) y 0=L(Baja) y teniendo en cuenta las especificaciones de la ALU SN74181, para seleccionar
las operaciones indicadas en el enunciado, las entradas de la ALU tienen que tomar los siguientes valores:

Op. ALU
Cero
A MINUS B...