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FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO CIENCIAS FÍSICAS Y TECNOLOGÍA
Código-Materia:
Requisito:
Programa – Semestre:
Período académico:
Intensidad semanal:
Créditos:
11121 LÓGICA DIGITAL Y LABORATORIO
PRE: 11264 Electrónica y Laboratorio
PRE: 08276 Matemática Discreta
COR: 11317 Espacio de Laboratorio de Lógica Digital
Ingeniería de Sistemas – sexto semestre
Ingeniería Telemática – quinto semestre
Agosto a Noviembre de 2016
4 horas semanales
4
MOTIVACIÓN
La asignatura Lógica Digital es la aplicación de la matemática en el campo de la ingeniería, donde
se sientan primero las bases de álgebra booleana aplicada a la lógica en los sistemas digitales. Es
la base de los Sistemas Digitales y ello implica también, la base de la Estructura de Computadores
que se estudia en otros cursos. Entre otras se revisan axiomas y teoremas, conversión entre
sistemas de numeración. A continuación se tratan los dispositivos lógicos combinatorios básicos
como decodificadores, multiplexores, sumadores y comparadores. Además se realiza una
introducción a los lenguajes de descripción de hardware. La segunda parte del curso comprende
los dispositivos lógicos secuenciales básicos, (flip-flops), y máquinas de estado. Tiene un
componente práctico que involucra el diseño e implementación de sistemas digitales para resolver
problemas tecnológicos basados en dispositivos lógicos programables.
OBJETIVOS
Generales
Describir los diferentes elementos del nivel de lógica digital y establecer como dichos elementos
sirven de base para la implementación de los sistemas modernos de computación y comunicación.
Terminales:
1. El estudiante será capaz de entender y explicar las funciones del hardware digital como
elemento base para la implementación de sistemas que procesan, manipulan y almacenan
información. Así mismo, describir las limitaciones de dichos sistemas digitales.
2. Dada una situación específica, modelar problemas de representación binaria usando tablas
de verdad, funciones de conmutación y/o máquinas de estado, con el fin de aplicar
métodos de simplificación de circuitos y determinar la equivalencia y validez de las
diferentes soluciones.
3. Diseñar e implementar circuitos digitales que den solución a problemas tecnológicos del
entorno, aplicando de forma recursiva técnicas de diseño apropiadas y haciendo uso de
herramientas CAD, dispositivos lógicos programables e interfaces con sensores y
actuadores.
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Específicos
De formación académica:
Unidad 1: LAS FAMILIAS LOGICAS DIGITALES
 Diferenciar los ámbitos de utilización de los circuitos digitales
 Utilizar adecuadamente los circuitos digitales en el laboratorio
 Identificar los parámetros eléctricos y temporales y describir las limitaciones de las
compuertas digitales.
 Reconocer la necesidad de la incorporación de etapas de potencia para acople de circuitos
digitales con otros sistemas y proponer algunos diseños básicos de implementación.
Actividad Laboratorio:
-Introducción a los elementos y dispositivos empleados en lógica digital
-Simulación de compuertas Lógicas con elementos de conmutación
-Compuertas lógicas básicas
Unidad 2: INFORMACIÓN Y SISTEMAS BINARIOS DE NUMERACION
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Aplicar las reglas de la aritmética binaria para realizar operaciones manualmente.
Identificar y utilizar diferentes códigos binarios y formatos de representación binaria.
Identificar las limitaciones inherentes a todos los sistemas de numeración binaria.
Actividad Laboratorio:
-Simulación de un circuito Sumador-Sustractor en C2
- Sistemas de numeración y aritmética binaria (ALU).
Unidad 3: ALGEBRA DE BOOLE Y CIRCUITOS LÓGICOS
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Aplicar las reglas del álgebra de Boole a la simplificación de circuitos combinacionales
Identificar y utilizar las formas normales para describir funciones lógicas
Realizar un circuito lógico a partir de su función
Obtener la función lógica a partir del diagrama de circuito
Actividad Laboratorio:
Introducción a la herramienta de captura esquemática para crear circuitos lógicos.
Unidad 4: CIRCUITOS COMBINACIONALES Y BLOQUES CONSTRUCTORES
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Aplicar los métodos de simplificación a diferentes tipos de problemas de diseño.
Identificar la función y uso de los bloques constructores tipo MSI
Implementar funciones lógicas con los diferentes bloques constructores
Aplicar las funciones lógicas y bloques constructores a la solución de problemas
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Implementar y simular circuitos combinacionales con herramientas CAD y dispositivos
programables.
Implementación de circuitos combinacionales y bloques constructores usando VHDL y
dispositivos lógicos programables
Actividad Laboratorio:
-Problema de diseño usando simplificación con mapas de Karnaugh.
-Simulación de circuitos utilizando Bloques Constructores.
Unidad 5: SISTEMAS SECUENCIALES Y ELEMENTOS CON MEMORIAS – FLIP- FLOPS
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Identificar los diferentes tipos de Filp-Flop
Explicar cómo los registros y memorias son implementadas con flip-flops.
Aplicar los procedimientos de síntesis a problemas de diseño de circuitos
Implementar y simular circuitos secuenciales con herramientas CAD y dispositivos lógicos
programables
Actividad Laboratorio:
- Manejo de Registros de almacenamiento de datos
-Implementación de un sistema de memoria simple.
METODOLOGÍA
La asignatura de Lógica Digital conjuga la componente teórica y la componente práctica para
fortalecer el aprendizaje del contenido. La componente teórica se caracteriza por una serie de
sesiones de clase, las cuales irán acompañadas de ejercicios sobre el material que está siendo
cubierto. Se espera que el estudiante prepare anticipadamente el material que se tratará en el
aula y que participe activamente en clase.
En el curso se trabaja con un texto de base y varios textos de apoyo, aunque no existe
formalmente un texto guía.
El trabajo en clase se centrará en resolver las dudas encontradas por los estudiantes durante la
preparación de la misma, la verificación de las respuestas encontradas, la solución de ejercicios
que no se hayan podido resolver, pero sobre todo en discutir nuevos ejercicios que permitan
alcanzar mayor claridad en cada tema.
La componente práctica está compuesta por una serie de experiencias de laboratorio de
característica cerrada, con un conjunto de guías de laboratorio y algunas prácticas abiertas las
cuales consisten en miniproyectos sobre circuitos lógicos. El laboratorio equivale a un 15% de la
nota total del curso, pero se requiere que el estudiante haya ganado los exámenes teóricos para
que esta nota se tenga en cuenta en el cómputo final.
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La asignatura tiene un proyecto final en el que se involucran aspectos de tecnología digital en
trabajos de cierta complejidad que exigen la explotación de herramientas de software o el
estudio detallado de periféricos de computadores. El proyecto final se entregará a más tardar el
viernes de la segunda semana de exámenes finales.
Actividades del estudiante
Antes de la clase:
 Los estudiantes deben realizar una lectura asignada cada semana y a partir de esta
desarrollar un informe de lectura según indicaciones del profesor en cada sesión.
 Responder las preguntas de preparación de cada tema
 Resolver los ejercicios propuestos para aplicar los conceptos estudiados.
 Escribir las inquietudes y observaciones surgidas en el proceso de preparación del tema.
Durante la clase:
 Los estudiantes deben participar activamente (compartir experiencias, transmitir las dudas
para ser aclaradas) en las actividades asignadas para cada tema partiendo del
conocimiento previo adquirido a través de la lectura y de la elaboración de los informes.
 Realizar los ejercicios complementarios que el profesor indique.
Después de la clase:
 Terminar los ejercicios presentados en cada clase.
 Resolver los ejercicios propuestos por el profesor.
 Aplicar los conocimientos y técnicas aprendidas en la realización de los ejercicios de cada
tema.
EVALUACIÓN
La evaluación consta de dos componentes, uno teórico, distribuido en tres evaluaciones parciales
y revisiones aleatorias de tareas o ejercicios de clase, y una componente práctica asociada al
laboratorio y al proyecto final. Tenga en cuenta que la nota del proyecto final y el laboratorio sólo
se contabilizan si el cómputo de las notas teóricas es mayor o igual a tres punto cero (3.0).
Primera evaluación parcial (P)
25% (6ª Semana)
Objetivos de aprendizaje evaluados:
 Identificar los diferentes tipos de circuitos
 Diferenciar los ámbitos de utilización de los circuitos digitales
 Aplicar las reglas de la aritmética binaria para realizar operaciones manualmente
 Identificar y utilizar diferentes códigos y sistemas de numeración binaria
 Identificar las limitaciones de los sistemas digitales
 Aplicar las reglas del álgebra de Boole a la simplificación de circuitos combinacionales
 Utilizar las formas normales para describir funciones lógicas
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Realizar un circuito lógico a partir de su función
Obtener la función lógica a partir del diagrama de circuito
Segunda evaluación parcial (SP)
30%
(11ª Semana)
Objetivos de aprendizaje evaluados:
 Aplicar los métodos de simplificación a diferentes tipos de problemas
 Identificar los bloques constructores lógicos.
 Implementar funciones lógicas con los diferentes bloques constructores.
 Aplicar las funciones lógicas y bloques constructores a la solución de problemas
 Implementar y simular circuitos combinacionales con herramientas CAD y tarjeta SPARTAN
3E
 Utilizar herramientas CAD y lenguaje VHDL en la programación de dispositivos.
Evaluación final
(F)
30%
(17ª Semana)
Objetivos de aprendizaje evaluados:
 Identificar los diferentes tipos de Filp-Flop con sus tablas características
 Utilizar los diagramas de tiempo como herramienta de análisis de circuitos con memoria.
 Describir como se usa e implementa un registro partiendo de un arreglo de flip-flops.
 Describir la estructura de una memoria SRAM.
 Aplicar los procedimientos de síntesis a problemas de diseño de circuitos
 Implementar y simular circuitos secuenciales con herramientas CAD
 Solucionar problemas diversos que requieran el uso de circuitos digitales.

Tareas y Quices (TQ)
15%
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Proyecto final (PF)
20%
Objetivos de aprendizaje evaluados:
 Desarrollar técnicas de análisis y síntesis de circuitos digitales cableados y programados.
 Aplicar metodologías de diseño de sistemas secuenciales para solucionar un problema real
dado.
 Manejar adecuadamente herramientas software de análisis de circuitos digitales: captura
de esquemas, simulaciones
Laboratorio (L)
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15%
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Nota: Algunos temas de los exámenes son acumulativos, dichos temas y objetivos serán
informados por el profesor.
FORMA DE CALCULAR LA NOTA DEFINITIVA:
La nota definitiva (ND) se calcula de la siguiente manera:
La nota teórica (NT) está dada por: NT= P*0.25+SP*0.3+F*0.3+TQ*0.15
Si la nota teórica es mayor o igual a 3, entonces: ND= (NT*0.65)+PF*0.2+L*0.15
Si la nota teórica es menor que 3 (NT<3) entonces la nota definitiva es: ND=NT
Nota proyecto final:
La nota del proyecto final tiene en cuenta el diseño del sistema y su funcionamiento. El
funcionamiento será relativo a los otros trabajos presentados.
Nota: Recuerde que la nota del laboratorio y del trabajo final sólo se tiene en cuenta si el
estudiante tiene la nota teórica mayor a 3.0.
BIBLIOGRAFÍA
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BROWN, Stephen y VRANESIC, Zvonko. Fundamentos de Lógica Digital con diseño VHDL.
2ª edición. México: McGraw-Hill, 2006
Diseño Digital. Principios y Aplicaciones. Wakerly, John., 3a edición, Prentice Hall, 2.001
Roth, Charles H. Fundamentos de Diseño Lógico. 5ª Ed. Mexico: Thomson, 2005.
Marcoviotz, Alan B. Diseño Digital. 2ª ed. México: McGraw-Hill, 2005.
Diseño Lógico, Lloris Antonio, Prieto Alberto, McGraw- Hill 1996
Digital Design, Principles and Practices. Wakerly, John. 3rd Edition, New York: Prentice
Hall, 1.999
Contemporary Logic Design. Katz, Randy. Addison Wesley, 1.993
Organización y arquitectura de computadores. Martínez, Jaime y Olvera, r. Jorge A.
Méxixo: Prentice Hall, 2000
Diseño Lógico, Mano Morris, Prentice -Hall
Fundamentos de Diseño Lógico y Computadoras, Mano M., Kime Ch., Prentice – Hall
Análisis y Diseño de Circuitos Lógicos Digitales. Nelson, Nagle, Carrol e Irwin, Prentice Hall
Fundamentos de Electrónica Digital. Floyd, Editorial Limusa
Sistemas Digitales, principios y aplicaciones. Tocci R, Prentice Hall
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