COntador 4 bits

Universidad de Costa Rica
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Eléctrica


IE – 0523
Circuitos Digitales II



Proyecto #0
Contador binario sincrónico de 4bits.

Prof.
Randolph Steinvorth

Elaborado por:
Jean Carlos Chavarría Hughes
Carne: B11814


Abril, 2014

Resumen
El presente documento presenta las especificaciones básicas más importantes quecorresponden al contador binario sincrónico de 4 bits. Se realizó una descripción conductual y una descripción estructural para el contador con las capacidades de: contar ascendentemente, descendentemente, de dos en dos y acepta carga en pararelo. Además se diseñó el modulo de verificación correspondiente para comprobar que ambos diseños funcionan correctamente. Finalmente se presentan otros datos defabricación como costo, área, cálculo del consumo de potencia y tiempo consumido.
Cada uno de los módulos del contador se pueden encontrar en los documentos adjuntos, tanto para la parte con multiplexores, flip flops tipo D e inversores, como la parte con latches tipo D y compuertas NAND y también el modulo conductual. En el transcurso de este texto se van a ir mostrando imágenes del programauna vez ejecutado para visualizar el resultado, lo cual se puede comprobar simplemente en cualquier computador.
Resultados
Se realizó un total de nueve módulos en verilog para el diseño 1, y diez módulos para el segundo diseño. Entre todos estos módulos se crearon los códigos de instrumentación necesarios para lograr verificar que el contador no viole los tiempos de hold y setup de cada uno delos componentes según las especificaciones del fabricante. También se implementaron todas las estructuras necesarias para lograr contar de manera aproximada la cantidad de transiciones entre cero y uno y viceversa, con el objetivo de calcular el factor de activación y asi tener una idea del consumo de potencia que se está generando.
Mientras que cada uno de los módulos se encuentran en losdocumentos adjuntos, aquí se presentas las imágenes correspondientes al contador funcionando.
Modos de funcionamiento

Figura . Contador en modo ascendente.

Figura . Contador en modo descendente.


Figura . Contador en modo de cuenta de dos en dos.

Figura . Contador en modo de carga paralela, ascendente.

Figura . Contador en modo de carga paralela, descendente.

Figura . Contador en modode carga paralela, de dos en dos.
La Figura 1 muestra el contador funcionando en modo de cuenta ascendente, se puede observar que se tienen dos salidas, las cuales son representadas por dout y out, las cuales representan a la descripción conductual y estructural respectivamente. Ademas se pueden observar las señales de control correspondientes, c0 y c1, las cuales el comportamiento que se puedeobservar en la Tabla1. De igual manera, la Figura 2, 3, 4 ,5 y 6 muestran al contador binario funcionando en los diferentes modos de trabajo, las figuras muestras la salida del archivo llamado counter_tester.vcd, mediante el visualizador GTKWave.
C1 C0
Comportamiento
00
Cuenta ascendente
01
Cuenta descendente
10
Cuenta de dos en dos
11
Carga en pararelo
Tabla . Señales de control.
Ahorase muestran las imágenes correspondientes al contador de la segunda parte, es decir, al conformado por latches tipo D, compuertas NAND e inversores como componentes.

Figura . Contador en modo ascendente. (Segundo diseño).

Figura . Contador en modo descendente. (Segundo diseño).

Figura . Contador en modo de cuenta de dos en dos. (Segundo diseño).

Figura . Contador en modo de cargaparalela, ascendente. (Segundo diseño).

Figura . Contador en modo de carga paralela, de dos en dos.
La Figura 7 muestra el contador funcionando en modo de cuenta ascendente, se puede observar que se tienen dos salidas, las cuales son representadas por dout y vector, las cuales representan a la descripción conductual y estructural respectivamente. Además se pueden observar las señales de control...