GuiaPreliminar_094
Páginas: 10 (2445 palabras)
Publicado: 4 de octubre de 2015
Simulador de Construcción de Circuitos Digitales
Descripción General
El Simulador de Construcción de Circuitos Digitales con Escenarios Virtuales y Tutoriales Interactivos
es un programa para construir circuitos digitales sobre un módulo digital virtual a partir de modelos
lógicos de circuitos integrados estándares (familia TTL LS) y de aplicación específica (ASIC). Los
circuitos pueden sersimulados en el módulo digital directamente y en algunos casos pueden ser
validados con Escenarios Virtuales que representan al ambiente donde los circuitos operarán.
Además, los circuitos hechos pueden ser almacenados, recuperados y editados. El programa también
provee Tutoriales Interactivos de algunos circuitos lógicos típicos, y muchos de ellos incluyen
descripciones VHDL. Este software ha sidodiseñado para ser empleado como una herramienta de
enseñanza y aprendizaje del diseño digital y actualmente está orientado a cursos básicos o de
introducción a los circuitos digitales, tanto en el nivel escolar como universitario. El programa se
ejecuta en MS Windows con una resolución de pantalla de al menos 1024 x 768. Este programa es
gratuito, de copia y uso libre, y se encuentra en constantemejora.
Ventajas del Programa
o Cuenta con un gran número de modelos de circuitos integrados de la familia TTL LS.
o Los circuitos construidos pueden ser almacenados y recuperados. Ello permite una verificación y
una reutilización de los ejemplos tanto en la enseñanza como en el aprendizaje del diseño digital.
o Los tutoriales al lado del módulo digital permiten validar rápidamente el conocimientoadquirido.
o Los escenarios brindan una mejor perspectiva y facilitan una mejor primera especificación del
diseño lógico.
o Los ASICs simplifican los diseños y ahorran espacio en la tarjeta de alambrado (protoboard), y
pueden ser usados como ejemplos de funcionamientos de los circuitos deseados. Esta
característica puede servir, por ejemplo, para enseñar la partición del diseño digital. Nuevosmodelos de ASICs pueden ser hechos a partir de descripciones VHDL o programas C++, mas por
ahora sólo en el nivel de programación.
Limitaciones
o Los modelos de circuitos están basados sobre circuitos TTL con encapsulados DIP, y no pueden
crearse nuevos modelos dinámicamente. En una versión posterior se agregarán compiladores
sencillos de VHDL y C++ para crear modelos a la medida de las necesidadespedagógicas o de
diseño.
o No se consideran efectos eléctricos (retardos en la propagación de las señales, abanicos de
entrada y salida, ruido, etc.)
o Todos los modelos son lógicos, los chips modelados no cuentan con pines o puertos de tres
estados ni bidireccionales.
o El número de escenarios y tutoriales es pequeño, poco a poco se agregarán más de ellos.
Problemas detectados
•
Cuando seinserta el chip y luego se mueve a otra ubicación es posible que más adelante el
programa no permita conectar cables en algunas casillas cuando debería permitirlo. Para
seguir trabajando en el mismo circuito guarda el archivo del circuito, luego elige
Archivo::Nuevo y después abre el archivo del circuito original.
•
Cuando se construyen latches SR a partir de puertas básicas (NAND, NOR) elprograma
puede llegar a realizar muchas iteraciones para ciertas entradas y estados de los latches. Si
esto ocurre aparecerá un mensaje y para continuar debes cerrar el programa y volver a iniciar.
•
A veces el escenario del semáforo se queda estático con las luces en rojo. Para que no ocurra
esto, enciende el módulo antes de que algún auto pase sobre el sensor.
El Módulo Digital
El módulo digitalcontiene:
Un protoboard.
18 leds: 8 rojos, 4 amarillos y un arreglo de seis leds de un semáforo.
3 visualizadores de siete segmentos.
2 temporizadores: un reloj de 1Hz y otro de 10Hz (aproximadamente).
12 interruptores: cuatro verdes y 8 rojos.
4 pulsadores azules.
Alimentación VCC y GND.
Un expansor de 18 pines para interfaz con los escenarios.
Un interruptor...
Descripción General
El Simulador de Construcción de Circuitos Digitales con Escenarios Virtuales y Tutoriales Interactivos
es un programa para construir circuitos digitales sobre un módulo digital virtual a partir de modelos
lógicos de circuitos integrados estándares (familia TTL LS) y de aplicación específica (ASIC). Los
circuitos pueden sersimulados en el módulo digital directamente y en algunos casos pueden ser
validados con Escenarios Virtuales que representan al ambiente donde los circuitos operarán.
Además, los circuitos hechos pueden ser almacenados, recuperados y editados. El programa también
provee Tutoriales Interactivos de algunos circuitos lógicos típicos, y muchos de ellos incluyen
descripciones VHDL. Este software ha sidodiseñado para ser empleado como una herramienta de
enseñanza y aprendizaje del diseño digital y actualmente está orientado a cursos básicos o de
introducción a los circuitos digitales, tanto en el nivel escolar como universitario. El programa se
ejecuta en MS Windows con una resolución de pantalla de al menos 1024 x 768. Este programa es
gratuito, de copia y uso libre, y se encuentra en constantemejora.
Ventajas del Programa
o Cuenta con un gran número de modelos de circuitos integrados de la familia TTL LS.
o Los circuitos construidos pueden ser almacenados y recuperados. Ello permite una verificación y
una reutilización de los ejemplos tanto en la enseñanza como en el aprendizaje del diseño digital.
o Los tutoriales al lado del módulo digital permiten validar rápidamente el conocimientoadquirido.
o Los escenarios brindan una mejor perspectiva y facilitan una mejor primera especificación del
diseño lógico.
o Los ASICs simplifican los diseños y ahorran espacio en la tarjeta de alambrado (protoboard), y
pueden ser usados como ejemplos de funcionamientos de los circuitos deseados. Esta
característica puede servir, por ejemplo, para enseñar la partición del diseño digital. Nuevosmodelos de ASICs pueden ser hechos a partir de descripciones VHDL o programas C++, mas por
ahora sólo en el nivel de programación.
Limitaciones
o Los modelos de circuitos están basados sobre circuitos TTL con encapsulados DIP, y no pueden
crearse nuevos modelos dinámicamente. En una versión posterior se agregarán compiladores
sencillos de VHDL y C++ para crear modelos a la medida de las necesidadespedagógicas o de
diseño.
o No se consideran efectos eléctricos (retardos en la propagación de las señales, abanicos de
entrada y salida, ruido, etc.)
o Todos los modelos son lógicos, los chips modelados no cuentan con pines o puertos de tres
estados ni bidireccionales.
o El número de escenarios y tutoriales es pequeño, poco a poco se agregarán más de ellos.
Problemas detectados
•
Cuando seinserta el chip y luego se mueve a otra ubicación es posible que más adelante el
programa no permita conectar cables en algunas casillas cuando debería permitirlo. Para
seguir trabajando en el mismo circuito guarda el archivo del circuito, luego elige
Archivo::Nuevo y después abre el archivo del circuito original.
•
Cuando se construyen latches SR a partir de puertas básicas (NAND, NOR) elprograma
puede llegar a realizar muchas iteraciones para ciertas entradas y estados de los latches. Si
esto ocurre aparecerá un mensaje y para continuar debes cerrar el programa y volver a iniciar.
•
A veces el escenario del semáforo se queda estático con las luces en rojo. Para que no ocurra
esto, enciende el módulo antes de que algún auto pase sobre el sensor.
El Módulo Digital
El módulo digitalcontiene:
Un protoboard.
18 leds: 8 rojos, 4 amarillos y un arreglo de seis leds de un semáforo.
3 visualizadores de siete segmentos.
2 temporizadores: un reloj de 1Hz y otro de 10Hz (aproximadamente).
12 interruptores: cuatro verdes y 8 rojos.
4 pulsadores azules.
Alimentación VCC y GND.
Un expansor de 18 pines para interfaz con los escenarios.
Un interruptor...
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