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DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
DIVISIÓN DE ELECTRÓNICA Y COMPUTACIÓN
CENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIRÍAS
UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
I7268
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
Programación de sistemas
reconfigurables
Temas del día
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
15
5
5
30
5
5
40
Total 1hr 45min
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
minutos
Temas del día
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
minutos
Presentación: formación académica
• Ing. En Comunicaciones y Electrónica (UdG).
• Maestro en Ciencias de la Ingeniería de la electrónica y la
computación (UdG).
• Instrumentación de vehículos aéreos no-tripulados.
• Estudiante del Doctorado en Ciencias de la electrónica y la
computación (2do semestre).
• Fusión de datos de sensores en red utilizando un control adaptable y
lógica difusa aplicado en la extracción de características.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Rubén Estrada Marmolejo
Profesor del CETI Colomos de 2011 a 2013
• Matemáticas I
• Matemáticas II
• Matemáticas VI
• Computación básica
• Programación avanzada
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Presentación: experiencia profesional
Profesor del CUCEI 2012 a la fecha
• Sistemas Digitales II (2012 – 2013)
• Sistemas Digitales III (2012 - 2013)
• Taller de Sistemas Digitales III (Verano 2013)
• Tópicos Selectos en Sistemas Digitales (2012 a la fecha)
• Teoría de control II (2012-2013)
• Programación de Sistemas Reconfigurables
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Presentación: experiencia profesional
Fundador de la empresa Herramientas Tecnológicas
Profesionales con 5 años de experiencia ofreciendo productos
de desarrollo para estudiantes.
• Desarrollo de nuevos productos.
• Manufactura y diseño de tarjetas electrónicas.
• Cursos de capacitación profesional a empresas.
•
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•
•
•
Curso de PICS: profesores CUCI (UdG Ocotlán).
Curso de arduino: profesores UTEJ.
Curso de arduino: empresa MOLEX
Curso de arduino: congreso CICYTA
Curso de labview: profesores CETI Colomos.
Curso arduino+labview: Sanmina-SCI
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Presentación: experiencia profesional
•
•
•
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•
•
Sistemas digitales.
Instrumentación y medición.
Procesamiento digital de imágenes.
Opto-electrónica.
Control-adaptativo.
Vehículos aéreos no-tripulados.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Presentación: áreas de interés
Indicar su nombre, de donde
son y motivos por los que
decidieron estudiar
electrónica…
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Su turno…
Temas del día
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
minutos
Requisitos del curso
• Sistemas digitales: principios y aplicaciones, Ronald J. Tocci, Pearson,
2007.
• Fundamentos de lógica digital con diseño VHDL, Stephen Brown,
McGrawHill, 2006.
• Digital design: with RTL design, VHDL, and Verilog, Vahid Frank, 2011.
• VHDL for digital design, Vahid Frank, 2006.
• Verilog for digital design, Vahid Frank, 2007.
• Software
• Quartus II Web edition
• Multisim y/o Proteus
• Actividades de aprendizaje.
• http://hypatia.cucei.udg.mx/reforma/
• www.mix-class.com
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• Bibliografía.
Temas del día
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
minutos
20%
• 15 Actividades
25%
• Proyecto final
30%
• Examen final
25%
• 3 Quiz (1hr c/u)
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Evaluación
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
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Temas del día
• Transformar a los estudiantes en ingenieros, capaces de
diseñar e implementar sistemas digitales complejos,
combinatorios y secuenciales para la solución de
problemas reales. Diseñar, ejecutar, simular y analizar
sistemas digitales usando un lenguaje que describa
Hardware.
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Contenido académico: propósito general
• El alumno será capaz de diseñar, simular, ejecutar y
analizar sistemas digitales básicos e intermedios
utilizando las herramientas de desarrollo por software
que describe Hardware aplicado a la solución de
problemas reales.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Contenido académico: objetivo general
Contenido académico: conocimientos previos
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• Sistemas de numeración , lógica booleana y compuertas
lógicas.
•
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•
Organización.
Creatividad.
Comunicación.
Conocimiento de las herramientas por Software.
Autoaprendizaje.
Confianza.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Contenido académico: habilidades y destrezas
•
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•
•
•
•
•
Confianza.
Responsabilidad.
Cultura de trabajo.
Innovación.
Liderazgo.
Honestidad.
Actitud emprendedora.
Respeto.
Compromiso.
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Contenido académico: actitudes y valores
• Digital.
• 70 créditos.
• 544 horas presenciales.
• 5 cursos y 3 seminarios.
• Analógica.
• Comunicaciones.
• Instrumentación y control.
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Contenido académico: mapa curricular
Programación
Programación
de sistemas
reconfigurables
Diseño de
tarjetas de
evaluación
Programación
de sistemas
embebidos
Verificación de
circuitos
digitales
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Contenido académico: cátedras
Seminario de solución
de problemas de
programación
Seminario de solución
de problemas de
programación de
sistemas.
Reconfigurables.
Seminario de solución
de problemas de
programación de
sistemas embebidos.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Contenido académico: seminarios
Contenido académico: contenido
•
•
•
•
•
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•
•
•
•
•
Señales lógicas.
Compuertas lógicas.
Leyes y reglas del algebra de Boole.
Sistemas de numeración.
Sistemas digitales.
Sistemas combinatorios.
Sistemas secuenciales.
Tablas de verdad.
Variables y funciones booleanas.
Interpretación de diagramas lógicos.
Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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Módulo 1. Introducción a los sistemas digitales.
Contenido académico: contenido
•
•
•
•
•
•
Introducción.
Tipos de lenguajes.
Dispositivos lógicos programables.
CPLD clasificación y arquitectura.
FPGA clasificación y arquitectura.
Lenguaje de descripción de hardware.
•
•
•
•
•
•
Introducción.
Programación comportamental y aplicaciones.
Programación estructural y aplicaciones.
Programación funcional y aplicaciones.
Síntesis y compilación.
Simulación y programación.
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Módulo 2. Introducción al lenguaje HDL.
Contenido académico: contenido
• Multiplexores
• De-multiplexores
• Circuitos aritméticos
• Sumadores
• Restador
• Multiplicador
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Módulo 3 Descripción con HDL de circuitos
combinatorios
Contenido académico: contenido
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Introducción.
Latche y Flip-flop.
Memorias.
Máquinas de estado finitas.
• Mealy y Moore.
Contadores síncronos.
Contadores asíncronos.
Otros tipos de contadores.
Diseño de registros.
Análisis de máquinas de estado.
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• Módulo 4. Descripción con HDL de circuitos
secuenciales.
Contenido académico: contenido
• Análisis casos de problemas reales:
• Máquina expendedora.
• Sistema de bombeo.
• Sistema de seguridad.
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• Módulo 5. Integración de sistemas combinatorios y
secuenciales aplicados a la solución de problemas
reales.
Contenido académico: contenido
•
•
•
•
Diseño de un proyecto.
Objetivos y justificación.
Plan de trabajo.
Proyecto final.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Módulo 6 Diseño de un proyecto.
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Temas del día
4-7
10-14 17-21 24-28
3-7
10-14 17-21 24-28
31-4
7-11
13-27
28-2
28-2
5-9
12-16
19-23 26-30
2-6
9-13
16-20
DEPEL
Plan de curso (17 semanas)
30
Introducción
Combinatorio
Combinatorio
HDL+comb.
HDL+comb.
1
HDL+comb.
Secuencial
Secuencial
Secuencial
HDL+Secu.
Aplicaciones
Aplicaciones
Ordinario
Extraordinario
2
Vacaciones
HDL+Sec.
HDL+Mem.
3
Proyecto
Proyecto
Proyecto
F
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Planeación de temas
I7268
Plan de curso (17 semanas)
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
Temas del día
5
14
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
12
13
15
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Actividades de aprendizaje
I7268
Plan de curso (17 semanas)
•
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•
•
•
•
•
•
Actividad 1. Introducción (Encontrar ecuaciones lógicas a partir de una
tabla de verdad.
Actividad 2. Analizar, simular y encontrar los parámetros principales de
un circuito combinatorio.
Actividad 3. Diseñar un sistema digital con un CPLD. BCD a 7
segmentos.
Actividad 4. Simular códigos de ejemplos en HDL. Sumador completo.
Actividad 5. Implementación y simulación de un sistema digital
aplicado a un problema de la vida cotidiana.
Actividad 6. Diseño y simulación de circuitos secuenciales (FF´s, FSM).
Actividad 7. Diseño y simulación de contadores de maquinas de estado
finitas aplicados a resolver problemas reales.
Actividad 8. Diseño y simulación de contadores síncronos.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Actividades de aprendizaje
I7268
Plan de curso (17 semanas)
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•
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•
•
•
•
Actividad 9. Diseño y simulación de contadores asíncronos.
Actividad 10. Análisis de códigos en HDL de sistemas secuenciales.
Actividad 11. Diseño y simulación un registro universal.
Actividad 12. Diseño y simulación de una mini calculadora.
Actividad 13. Pre-proyecto1.
Actividad 14. Pre-proyecto2.
Actividad 15. Reporte del proyecto final.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Actividades de aprendizaje
I7268
Plan de curso (17 semanas)
rubé[email protected]
• Fecha de envío: Viernes hasta las 23:59:59
•
•
•
• Ejemplo: Actividad 7 se envía el 29 de Marzo.
La evaluación será de acuerdo al criterio de la actividad,
favor de revisarlas en: http://hypatia.cucei.udg.mx/reforma/
La clonación de actividades es prueba de la falta de
valores y aptitudes que son contrarios a los objetivos de
la materia. Si se llega a detectar trabajos clonados, si
aplicará, se sancionaran los trabajos involucrados.
Cualquier actividad entregada fuera de los tiempos establecidos en
este documento significará una reducción en la evaluación llegando
a ser máximo hasta el 50% del valor original.
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Instrucciones
• Se envía en formato PDF al correo:
I7268
Actividades de aprendizaje
• Presentación
• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.
• Requisitos del curso.
• Como se evaluará.
• Contenido académico (contexto e importancia).
• Planeación semanal por temas.
• Actividades de aprendizaje.
• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.
• Actividades voluntarias.
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Temas del día
Señales lógicas.
Compuertas lógicas.
Leyes y reglas del algebra de Boole.
Sistemas de numeración.
Sistemas digitales.
Sistemas combinatorios.
Sistemas secuenciales.
Tablas de verdad.
Variables y funciones booleanas.
Interpretación de diagramas lógicos.
Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
•
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•
•
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•
•
•
•
•
•
DISEÑO
Introducción a los sistemas digitales
Señales lógicas
Compuertas lógicas.
Leyes y reglas del algebra de Boole.
Sistemas de numeración.
Sistemas digitales.
Sistemas combinatorios.
Sistemas secuenciales.
Tablas de verdad.
Variables y funciones booleanas.
Interpretación de diagramas lógicos.
Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
•
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•
•
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•
•
•
DISEÑO
Introducción a los sistemas digitales
M.C. Rubén E. Marmolejo
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DISEÑO
Señales lógicas
M.C. Rubén E. Marmolejo
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DISEÑO
Señales lógicas
Fig1. Rangos de valores de una señal lógica
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DISEÑO
Señales lógicas
Fig 2. Rangos de valores de una señal lógica en valores de
voltaje.
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DISEÑO
Señales lógicas
Fig3. Tipos de voltaje.
Voltaje directo
DISEÑO
Voltaje alterno
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Señales lógicas
M.C. Rubén E. Marmolejo
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DISEÑO
Señales lógicas
Fig 2. Rangos de valores de una señal lógica en valores de
voltaje.
Señales lógicas
Compuertas lógicas.
Leyes y reglas del algebra de Boole.
Sistemas de numeración.
Sistemas digitales.
Sistemas combinatorios.
Sistemas secuenciales.
Tablas de verdad.
Variables y funciones booleanas.
Interpretación de diagramas lógicos.
Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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[email protected]
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
DISEÑO
Introducción a los sistemas digitales
M.C. Rubén E. Marmolejo
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DISEÑO
Compuertas lógicas
Imagen del apolo 11, el primer vehículo en llegar a la luna.
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Computadora de guía de vuelo del apolo 11
DISEÑO
Compuertas lógicas
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Computadora de guía de vuelo del apolo 11
DISEÑO
Compuertas lógicas
DISEÑO
Compuertas lógicas
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Compuertas lógicas
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Construcción interna de una compuerta lógica
DISEÑO
Compuertas lógicas
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• Permitir procesar información mediante un
sistema de múltiples entradas múltiples
salidas.
• Casi ya no son utilizadas.
• Consumen mucho espacio si se utilizan en
conjunto con otras tecnologías.
DISEÑO
Compuertas lógicas
M.C. Rubén E. Marmolejo
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Automatización y su relación con las
compuertas lógicas.
DISEÑO
Compuertas lógicas
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DISEÑO
Compuertas lógicas: actividad
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DISEÑO
Compuertas lógicas: ejemplo # 1
Ejemplo de un diagrama lógico.
X = ((AB)+not(A+B))
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DISEÑO
Compuertas lógicas: ejercicio # 1
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 1
yB=1
M.C. Rubén E. Marmolejo
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DISEÑO
Compuertas lógicas: ejercicio # 2
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 0
yB=1
M.C. Rubén E. Marmolejo
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DISEÑO
Compuertas lógicas: ejercicio # 3
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 1
yB=0
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
DISEÑO
Compuertas lógicas: ejercicio # 4
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 0
yB=0
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
DISEÑO
Compuertas lógicas: ejercicio # 4
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 0
yB=0
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
DISEÑO
Compuertas lógicas: ejercicio # 4
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
Describe el funcionamiento de un
sistema digital, consta de 2 partes,
las combinaciones de las entradas y
las posibles salidas.
DISEÑO
Compuertas lógicas: tabla de verdad
interconectadas.
Net. Cables de un mismo voltaje (eléctricamente
conectados).
Netlist. Una lista de todos los dispositivos y
conexiones en une esquemático.
Fan in: El # de entradas en una compuerta.
Fan out: El # de cargas o salidas en una compuerta.
Compuerta lógica. Elementos primitivos que son
utilices en la construcción de circuitos lógicos digitales.
Tabla de verdad. Representa el funcionamiento de
una compuerta o función lógica.
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Esquemático. Un dibujo de compuertas lógicas
DISEÑO
Compuertas lógicas: definiciones
Señales lógicas
Compuertas lógicas.
Leyes y reglas del algebra de Boole.
Sistemas de numeración.
Sistemas digitales.
Sistemas combinatorios.
Sistemas secuenciales.
Tablas de verdad.
Variables y funciones booleanas.
Interpretación de diagramas lógicos.
Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
M.C. Rubén E. Marmolejo
[email protected]
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
DISEÑO
Introducción a los sistemas digitales