Ingenieria informatica

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PRIMERA ACTIVIDAD EVALUABLE
1: Asignatura: FUNDAMENTOS de SISTEMAS DIGITALES

2: Título de la Actividad: Diseño, Implementación, Simulación y Validación de un Circuito en Lógica Combinacional 3: Datos personales:

4: Código de la actividad que le ha correspondido realizar: A-E-1-030 5: Enunciado. Enunciado A-E-1-030 Disponemos de tres señales P2, P1 y P0 con las que queremos controlar elfuncionamiento 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 P2>P1>P0 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, la operación que debe realizar es la operación aritméticasin acarreo A PLUS B. b) Si la prioridad es de la señal P1 entonces debe realizar la operación lógica A+B. c) Si la prioridad es de P0 entonces debe hacer la operación aritmética con B arrastre A PLUSA PLUS1 . d) Si las señales son todas cero (ninguna es prioritaria) entonces la ALU debe ponerse a 0. Diseñe el circuito codificador con prioridad y úselo para controlar las operaciones de la ALU que sehan especificado.

SOLUCIÓN: 6: Diseñe los distintos bloque funcionales y explique los pasos seguidos en cada bloque.
BLOQUE A CIRCUITO CODIFICADOR CON PRIORIDAD

Partimos de tres señales P0, P1 y P2, y la prioridad es P2>P1>P0

P2 1 1 1 1 0 0 0 0

P1 1 0 1 0 1 1 0 0

P0 1 1 0 0 1 0 1 0

Esta seria la tabla de verdad de las tres señales, al ser P2 prioritaria seria igual el valorque tomasen las otras dos señales, por lo que se puede simplifica esta tabla en 1,x,x,x correspondiente a P2 en alta (color verde) Igual pasaría cuando P2 está en baja y P1 en alta, no seria significativo el valor de P0; por lo que podemos simplificar como 0,1,x (color azul) Cuando todas las señales son cero, la alu deberé estar en reposo. Si Y1, Y2 y R son las señales que necesitamos paraestablecer esa prioridad, la taba quedaria de la siguiente forma:

P2 1 0 0 0
Los valores

P1 X 1 0 0

P0 X X 1 0
R= P2+P1+P0 Y1= P2+P1 Y2=P2+‾P1P0

Y1 1 1 0 0

Y2 1 0 1 0

R 1 1 1 0

Se pueden deducir de la tabla anterior y nos permiten representar el circuito correspondiente:

Podemos comprobar el resultado correcto comparando el diagrama que genera aplicando unos ciclos de reloj 1,2,4para P0,P1 y P2 respectivamente, con la tabla correspondiente. Abajo tenemos la imagen del ciclo completo (8ms )

Adjunto dos imágenes parciales de la anterior para poder ver los resultados:

Con estos resultados paso al siguiente bloque.

BLOQUE B: Con el siguiente circuito se va a programar la alu, para que realice las operaciones correspondientes, de tal forma que si P2 está en alta serealice la función A PLUS B P1 P0 Si son todas cero se pondrá a cero Basándonos en la tabla de la verdad del libro, tenemos: S3 A PLUS B A+B A PLUS AB PLUS1 F=0 (LOGICA) H H H L S2 L H L L S1 L H L H S0 H L L H Cn H X L X M L H L H A+B (LOGICA) A PLUS AB PLUS1

Nos indica los valores que deben entrar para realizar dichas operaciones, y de aquí obtenemos las siguiente tabla:

S3 1 1 1 0

S20 1 0 0

S1 0 1 0 1

S0 1 0 0 1

Cn 1 X 0 0

M 0 1 0 1

Y2 1 1 0 0

Y1 1 0 1 0

R 1 1 1 0

Sobre esta tabla podemos deducir que. S3=R S2=Y2 Y1' S1=Y1' S0=Y2Y1+ R' Cn=Y2Y1 M=Y1' (Se está representando la negación como ' ) Estas funciones nos permiten determinar el circuito necesario para que la ALU realice las operaciones indicadas. Obtenemos el siguiente circuito, en el queincluiremos el bolque A para realizar el cronograma.

El cronograma de este circuito es:

Que podemos comprar con la tabla anterior y comprobar que son iguales

Se presenta el circuito completo, con los dos bloques conectados y las conexiones necesarias a la ALU

El cronograma del funcionamiento es el siguiente:

Se puede observar claramente que para P2=P1=P0 el valor de las F0=F1=F2=F3=0...
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