Libro vhdl maxines

El arte de programar sistemas digitales
David G. Maxinez Jessica Alcalá Jara
Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Estado de México

VHDL

PRIMERA EDICIÓN MÉXICO, 2002

COMPAÑÍA E D I T O R I A L CONTINENTAL

Contenido

Acerca de los autores Prólogo

ix xi

1. Estado actual de la lógica programable 1.1 Dispositivos lógicos programables (PLD) 1.2Dispositivos lógicos programables de alto nivel de integración 1.3 Ambiente de desarrollo de la lógica programable 1.4 Campos de aplicación de la lógica programable 1.5 La lógica programable y los lenguajes de descripción en hardware (HDL) 1.6 Compañías de soporte en hardware y software Ejercicios

1 2 13 18 23 . 25 28 33

2. V H D L : su organización y arquitectura 2.1 Unidades básicas de diseño2.2 Entidad 2.3 Declaración de entidades 2.4 Diseño de entidades utilizando vectores 2.5 Arquitecturas (architecture) Ejercicios

37 37 38 40 42 46 56

3. Diseño lógico combinacional mediante V H D L

61

3.1 Programación de estructuras básicas mediante declaraciones concurrentes . 61 3.2 Programación de estructuras básicas mediante declaraciones secuenciales . 69 Ejercicios 89

VIContenido

4. Diseño lógico secuencial con V H D L 4-1 Diseño lógico secuencial 4.2 Flip-Flops 4.3 Registros 4.4 Contadores 4-5 Diseño de sistemas secuenciales síncronos Ejercicios

93 93 94 98 101 105 113

5. Integración de entidades en V H D L 5.1 Esquema básico de integración de entidades 5.2 Integración de entidades básicas Ejercicios

123 123 128 147

6. Diseño de controladoresdigitales mediante cartas ASM y V H D L 6.1 El algoritmo de la máquina de estado (ASM) 6.2 Estructura de una carta ASM 6.3 Cartas A S M en comparación con las máquinas de estado 6.4 Diseño de controladores mediante cartas A S M 6.5 Diseño de cartas A S M mediante V H D L Ejercicios

153 154 156 159 162 166 180

7. Diseño jerárquico en V H D L 7.1 Metodología de diseño de estructuras jerárquicas 7.2Análisis del problema y descomposición en bloques individuales de la estructura global 7.3 Diseño y programación de componentes o unidades del circuito 7.4 Creación de un paquete de componentes 7.5 Diseño del programa de alto nivel (Top Level) 7.6 Creación de una librería en Warp Ejercicios

197 198 200 201 206 207 208 225

8. Sistemas embebidos en V H D L 8.1 Sistemas embebidos 8.2 Diseño deun microprocesador 8.3 Diseño jerárquico Ejercicios

229 229 237 261 268

9. Redes neuronales artificiales y V H D L 9.1 ¿Qué es una red neuronal artificial? 9.2 Aprendizaje en las neuronas artificiales 9.3 Aprendizaje por error mínimo 9.4 Redes asociativas Ejercicios

273 275 279 291 294 308

Contenido

VÜ

Apéndices A. Herramientas de soporte para la programación en VHDL B.Instalación del Software Warp C. Identificadores, tipos y atributos D. Hojas técnicas del CPLD CY7C372Í E. Palabras reservadas en VHDL F. Operadores definidos en VHDL según su orden de precedencia Indice analítico 311 331 333 343 347 349 351

Acerca de los autores
David González Maxinez realizó sus estudios de licenciatura en la Universidad Nacional Autónoma de México, en la carrera de IngenieroMecánico Electricista con especialidad en el área de comunicaciones y electrónica. Posteriormente obtuvo el grado de maestro en ingeniería con "especialidad en electrónica" dentro de la división de estudios de posgrado de la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Dentro del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), Campus Estado de México, cursó el Diplomado en HabilidadesDocentes y posteriormente realizó el Diplomado en Microelectrónica en el ITESM, Campus Querétaro. Realizó sus estudios de Doctorado en el área de microelectrónica dentro de la Universidad Autónoma Metropolitana en convenio con la Universidad de T E X A S A & M en los Estados Unidos, desarrollando como tema de tesis doctoral: "El diseño de un microcontrolador NEUROFUZZY", el cual fue considerado de...