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EMULADOR DE CIRCUITOS DIGITALES
SISTEMA AUTÓNOMO DE APRENDIZAJE DE
ELECTRÓNICA DIGITAL PRÁCTICA
(PENDIENTE DE PATENTE)
El emulador de circuitos digitales es un completo sistema de enseñanza de Electrónica
Digital práctica, que desempeña dos grandes funciones:
- En una primera etapa de aprendizaje del alumno, el equipo emulador desempeña
una función básica, permitiendo comprobar el funcionamiento de una gran
variedad de circuitos digitales básicos, combinacionales, aritméticos y secuenciales,
sin necesidad de montarlos ni cablearlos.
- En una segunda etapa de aprendizaje, el equipo emulador desempeña un papel
avanzado, dado que sirve de base para la prueba de sistemas digitales realizados
con FPGAs (1), con una complejidad máxima de 5.000 puertas equivalentes.
El equipo consta de:
- Software de manejo de la función EMULADOR desde un computador personal.
- Software de control del puerto paralelo para el manejo de aplicaciones con FPGAs.
- Equipo hardware + FPGA y configuración como EMULADOR.
- Documentación escrita y documentación adicional en diskette de 3 ½.
Manejo como EMULADOR autónomo.
Se dispone de unos interruptores,
que permiten seleccionar el circuito que se
desea comprobar de entre una larga lista. La
selección se graba al accionar el pulsador
SEL. El circuito seleccionado se muestra en
los visualizadores de 7 segmentos e
inmediatamente se puede comprobar su
funcionamiento, utilizando para ello los
interruptores, pulsadores, LEDs y
visualizadores del equipo.
Manejo desde un computador (PC).
El equipo emulador dispone de una
conexión al PC a través del puerto paralelo,
que permite realizar las mismas funciones
que los interruptores y pulsadores del
equipo desde el computador, con el
software suministrado con el equipo. Este
software contiene información acerca del
funcionamiento de los circuitos que permite
comprobar, por lo que sirve además como
complemento a los libros de Electrónica
Digital, en la formación de los alumnos.
(1) En esta fase, el alumno debe disponer de las herramientas de CAD “Foundation” o “Xact” y del cable de
programación “Xchecker” de XilinxR.
Autor: L. Jacobo Álvarez Ruiz de Ojeda. Doctor Ingeniero Industrial.
Dpto. Tecnología Electrónica. Universidad de Vigo.
Email: [email protected]
Fax:986-469547
Tel.: 986-812090
EMULADOR DE CIRCUITOS DIGITALES
Utilización del equipo como sistema de desarrollo basado en FPGAs.
Si se dispone del software Foundation de Xilinx o cualquier otra herramienta de CAD
que genere archivos de programación para las FPGAs de Xilinx, el equipo sirve como placa de
pruebas de cualquier sistema digital implementado para la FPGA XC4005E-PC84-4, incluida
en el equipo. La opción más económica es la edición de estudiante del software Foundation,
disponible en la editorial Prentice-Hall.
El equipo dispone de las conexiones adecuadas para programar la FPGA a través del
cable Xchecker de Xilinx o mediante una memoria PROM que permite dejar una aplicación
permanente en el equipo (la FPGA es de tecnología SRAM).
Una vez configurada la FPGA, se puede inmediatamente comprobar su funcionamiento,
utilizando para ello los interruptores, pulsadores, LEDs y visualizadores de la placa o bien
suministrando las entradas a la FPGA a través de las 8 líneas de datos del puerto paralelo de un
ordenador personal (PC), mediante el software incluido en el equipo.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
Manejo muy sencillo.
Equipo autónomo.
Permite comprobar el funcionamiento de
multitud de circuitos digitales (ver lista).
No es necesario montar ni cablear nada.
Sirve de base para desarrollos con FPGAs.
Elementos disponibles:
- 20 interruptores.
- 3 pulsadores.
- 10 LEDs.
- 2 visualizadores 7 segmentos.
FPGA XC4005E-PC84-4 incluida (5.000
puertas lógicas equivalentes).
Alimentación mediante 5V. DC
o transformador de pared (7'5 o 9 V).
Conexión al puerto paralelo del PC.
Conector de cable plano (8 líneas de salida)
para el manejo de circuitos externos.
Software de enseñanza de circuitos digitales
incluido.
Software de manejo del puerto paralelo
incluido.
LISTA DE CIRCUITOS EMULADOS
Combinacionales básicos:
- Puertas básicas: AND, OR, etc.
- Combinaciones de puertas.
- Decodificadores.
- Codificador con prioridad.
- Multiplexores.
Aritméticos básicos:
- Comparador.
- Detector de paridad.
- Sumador y restador binarios.
- Sumador BCD.
- Complemento a 2.
Secuenciales básicos:
- Biestable RS asíncrono.
- Biestable D cerrojo (“latch”).
- Biestables activados por flancos.
- Biestable JK “Master-Slave”.
- Registro de 8 bits.
- Contadores binario y BCD.
- Registro de desplazamiento.
- Contadores en anillo y Johnson.
- Memoria RAM.
Secuenciales avanzados (opcional):
Permiten la programación de una
RAM para realizar el grafo deseado.
- Sistema secuencial síncrono (SSS)
basado en registro + RAM (8
estados, 1 entrada, 1 salida).
- SSS basado en contador + RAM.
- SSS complejos basados en registro
+ RAM y en contador + RAM (16
estados, 3 entradas, 4 salidas).
Autor: L. Jacobo Álvarez Ruiz de Ojeda. Doctor Ingeniero Industrial.
Dpto. Tecnología Electrónica. Universidad de Vigo.
Email: [email protected]
Fax:986-469547
Tel.: 986-812090