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Páginas: 6 (1461 palabras)
Publicado: 6 de enero de 2012
PRIMERA ACTIVIDAD EVALUABLE
1: ASIGNATURA: FUNDAMENTOS de SISTEMAS DIGITALES 2: TITULO DE LA ACTIVIDAD: Diseño, Implementación, Simulación y Validación de un Circuito en Lógica Combinacional. 3: DATOS PERSONALES: - NOMBRE Y APELLIDOS: Rafael López Navarro - DNI: 15423388-W - Nº DE MATRICULA: - CENTRO ASOCIADO: Elche 4: CODIGO DE LA ACTIVIDAD: A-E-1-088 5: ENUNCIADO:
ENUNCIADO A-E-1-088Disponemos de tres señales 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 laseñal P2 la operación 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 A^+B. 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 delcodificador y úselo para controlar las operaciones de la ALU que se han especificado.
o
Para el diseño de este circuito codificador de prioridad disponemos de 3 entradas y la prioridad de estas, es: P0>01>02. Como hay 3 líneas activas a la entrada nos hacen falta dos líneas de salida para codificar los 3 niveles de prioridad, a las que llamaré Y1 e Y0.
o
o
Matemáticamente podremos expresar elcircuito de esta forma: Y1= P0 + P1 ; Y2 = P0 + (P1^ P2)
DISEÑO DEL CIRCUITO DE CONTROL DE LA ALU. CODIFICADOR CON PRIORIDAD.
• TABLA DE VERDAD TEÓRICA: P0 0 1 0 0 P1 0 X 1 0 P2 0 X X 1 Y1 0 1 1 0 Y0 0 1 0 1 Operación ALU ALU a cero A MINUS B (con arrastre) A^+ B A PLUS AB (sin acarreo)
•
DISEÑO DEL CIRCUITO CODIFICADOR CON PRIORIDAD
Generador de Correspondencia ONTIME OFFTIMEpulsos diagrama P0 DSTM1 1MS 1MS P1 DSTM2 2MS 2MS P2 DSTM3 4MS 4MS Además se ha configurado en el botón (setup analisys > transient ) Print Step: 2ns Final Time: 8ms *Estos tiempos se ponen así, para que salgan todas las combinaciones posibles (000;001…..111). • TABLA DE VERDAD PRÁCTICA:
Para DMST1=P0; DMST2=P1; DMST3=P2 ; U1A=Y1; U2A=Y0 PERIODO De 0 a 1ms De 1 a 2ms De 2 a 3ms De 3 a 4ms De 4 a5ms De 5 a 6ms De 6 a 7ms De 7 a 8ms P0 0 1 0 1 0 1 0 1 P1 0 0 1 1 0 0 1 1 P2 0 0 0 0 1 1 1 1 Y1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y0 0 1 0 1 1 1 0 1 Operación ALU Cero A MINUS B A^+ B A MINUS B A PLUS AB A MINUS B A^+ B A MINUS B
*Los resultados coinciden con los de la tabla teórica. EL FICHERO ADJUNTO A ESTE CIRCUITO ES: Prioridad.sch
DISEÑO DEL CIRCUITO FINAL. CODIFICADOR CON PRIORIDAD + ALU
-El circuitofinal debe realizar cuatro operaciones, tres aritméticas (cero, A MINUS B y A PLUS AB) y una lógica ( A^+ B). -Disponemos de cuatro entradas (S3 , S2 , S1 y S0) para la selección de la operación en la ALU, una entrada M, para seleccionar el tipo de función (lógica o aritmética) y una última entrada CN para seleccionar si la operación llevará o no acarreo. Operación ALU Cero A MINUS B A^+ B A PLUS ABS3 L L H H S2 L H L L S1 H H L L S0 H L L L M L L H L CN L L X H
Tenemos H = 1, L = 0 , y X que puede ser 1 ó 0, por que las operaciones lógicas no tienen acarreo.
La selección de operación de la ALU depende del circuito codificador con prioridad, este circuito tiene tres entradas P0 ,P1 ,P2, y se obtienen dos salidas Y1 e Y0, que codificarán las operaciones que realizará la ALU. Según losvalores de Y1 , Y0 , las entradas de la ALU, S3, S2, S1, S0, M y CN tienen que tomar unos valores determinados, que los obtendremos con esta expresión matemática que luego lo implementaremos en el simulador PSPICE. S3= (Y1^ Y0 )+ (Y1 Y0^) = XOR S2= Y1 Y0 = AND S1= (Y1 Y0) + (Y1^ Y0^) = XNOR S0= Y1^ Y0^ M = Y1 Y0^ Cn= Y1^ Y0
Ahora esto, lo implementamos en el software PSPICE y obtenemos este...
1: ASIGNATURA: FUNDAMENTOS de SISTEMAS DIGITALES 2: TITULO DE LA ACTIVIDAD: Diseño, Implementación, Simulación y Validación de un Circuito en Lógica Combinacional. 3: DATOS PERSONALES: - NOMBRE Y APELLIDOS: Rafael López Navarro - DNI: 15423388-W - Nº DE MATRICULA: - CENTRO ASOCIADO: Elche 4: CODIGO DE LA ACTIVIDAD: A-E-1-088 5: ENUNCIADO:
ENUNCIADO A-E-1-088Disponemos de tres señales 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 laseñal P2 la operación 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 A^+B. 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 delcodificador y úselo para controlar las operaciones de la ALU que se han especificado.
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Para el diseño de este circuito codificador de prioridad disponemos de 3 entradas y la prioridad de estas, es: P0>01>02. Como hay 3 líneas activas a la entrada nos hacen falta dos líneas de salida para codificar los 3 niveles de prioridad, a las que llamaré Y1 e Y0.
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Matemáticamente podremos expresar elcircuito de esta forma: Y1= P0 + P1 ; Y2 = P0 + (P1^ P2)
DISEÑO DEL CIRCUITO DE CONTROL DE LA ALU. CODIFICADOR CON PRIORIDAD.
• TABLA DE VERDAD TEÓRICA: P0 0 1 0 0 P1 0 X 1 0 P2 0 X X 1 Y1 0 1 1 0 Y0 0 1 0 1 Operación ALU ALU a cero A MINUS B (con arrastre) A^+ B A PLUS AB (sin acarreo)
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DISEÑO DEL CIRCUITO CODIFICADOR CON PRIORIDAD
Generador de Correspondencia ONTIME OFFTIMEpulsos diagrama P0 DSTM1 1MS 1MS P1 DSTM2 2MS 2MS P2 DSTM3 4MS 4MS Además se ha configurado en el botón (setup analisys > transient ) Print Step: 2ns Final Time: 8ms *Estos tiempos se ponen así, para que salgan todas las combinaciones posibles (000;001…..111). • TABLA DE VERDAD PRÁCTICA:
Para DMST1=P0; DMST2=P1; DMST3=P2 ; U1A=Y1; U2A=Y0 PERIODO De 0 a 1ms De 1 a 2ms De 2 a 3ms De 3 a 4ms De 4 a5ms De 5 a 6ms De 6 a 7ms De 7 a 8ms P0 0 1 0 1 0 1 0 1 P1 0 0 1 1 0 0 1 1 P2 0 0 0 0 1 1 1 1 Y1 0 1 1 1 0 1 1 1 Y0 0 1 0 1 1 1 0 1 Operación ALU Cero A MINUS B A^+ B A MINUS B A PLUS AB A MINUS B A^+ B A MINUS B
*Los resultados coinciden con los de la tabla teórica. EL FICHERO ADJUNTO A ESTE CIRCUITO ES: Prioridad.sch
DISEÑO DEL CIRCUITO FINAL. CODIFICADOR CON PRIORIDAD + ALU
-El circuitofinal debe realizar cuatro operaciones, tres aritméticas (cero, A MINUS B y A PLUS AB) y una lógica ( A^+ B). -Disponemos de cuatro entradas (S3 , S2 , S1 y S0) para la selección de la operación en la ALU, una entrada M, para seleccionar el tipo de función (lógica o aritmética) y una última entrada CN para seleccionar si la operación llevará o no acarreo. Operación ALU Cero A MINUS B A^+ B A PLUS ABS3 L L H H S2 L H L L S1 H H L L S0 H L L L M L L H L CN L L X H
Tenemos H = 1, L = 0 , y X que puede ser 1 ó 0, por que las operaciones lógicas no tienen acarreo.
La selección de operación de la ALU depende del circuito codificador con prioridad, este circuito tiene tres entradas P0 ,P1 ,P2, y se obtienen dos salidas Y1 e Y0, que codificarán las operaciones que realizará la ALU. Según losvalores de Y1 , Y0 , las entradas de la ALU, S3, S2, S1, S0, M y CN tienen que tomar unos valores determinados, que los obtendremos con esta expresión matemática que luego lo implementaremos en el simulador PSPICE. S3= (Y1^ Y0 )+ (Y1 Y0^) = XOR S2= Y1 Y0 = AND S1= (Y1 Y0) + (Y1^ Y0^) = XNOR S0= Y1^ Y0^ M = Y1 Y0^ Cn= Y1^ Y0
Ahora esto, lo implementamos en el software PSPICE y obtenemos este...
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