Dispositivos Digitales Programables

 Arquitectura de un PLD  Un PLD típico está compuesto de arreglos de compuertas lógicas, uno de ellos a base de compuertas AND al que se le denomina Plano AND y el otro de compuertas OR, denominado plano OR; estos pueden ser programables y dependiendo del plano o los planos que lo sean, será la clasificación que reciba el PLD. Las variables de entrada ( que vienen de las terminales externas del dispositivo ) tienen interconexiones hacia uno de los planos, a través de compuertas con salidas complementarias ( es decir con una salida inversora y una no-inversora ); y salidas de los planos, conectadas a las terminales externas del dispositivo, por elementos lógicos como pueden ser: inversores, compuertas OR y flip-flop’s; además, en algunos casos existe retroalimentación de las salidas hacia uno de los planos, para tomarlas como entradas nuevamente ( aplicación utilizada frecuentemente en el caso de lógica secuencial ). Un ejemplo de un PLD:  Se tienen dos variables de entr...

  ¿Qué es el FPGA XC6SLX9 Spartan 6 ? El FPGA XC6SLX9 Spartan 6 es un dispositivo compuesto por una serie de bloques lógicos(puertas, registros, memorias, flip/flops,etc) programables, por lo cual la interconexión entre estos bloques y su funcionalidad no viene predefinida sino que se puede programar y reprogramar. El Mojo V3 FPGA utiliza la lógica optimizada Spartan 6 (LX9) y el alto rendimiento del procesador ATmega32U4.  El ATmega32U4 viene con un bootloader USB (DFU) que le permitirá instalar futuras actualizaciones del firmware sin tener que comprar un programador.   Una vez que la placa está encendida, el ATmega32U4 configura el FPGA desde la memoria flash.   Después de que el FPGA se haya configurado correctamente, el ATmega32U4 entra en modo esclavo.   Esto permite que sus diseños de FPGA hablen con el microcontrolador; dándole así acceso al puerto serie y a las entradas analógicas, otra ventaja de la misma es la c...

 ¿Qué es un sumador de 4 bits?  El sumador es un circuito digital que realiza la adición de números. En muchas computadoras y otros tipos de procesadores se utilizan sumadores en las unidades aritméticas lógicas. También se utilizan en otras partes del procesador, donde se utilizan para calcular direcciones, índices de tablas, operadores de incremento y decremento y operaciones similares. Aunque los sumadores se pueden construir para muchas representaciones numéricas, tales como decimal codificado en binario o exceso-3, los sumadores más comunes funcionan en números binarios. En los casos en que se utiliza el complemento a dos o el complemento a uno para representar números negativos, es trivial modificar un sumador para convertirlo en un sumador-restador. Otras representaciones de números con signo requieren más lógica alrededor del sumador básico. El sumador completo de 4 bits es una concatenación de 4sumadores binarios completos de 1 bit. La concatenación serealiza a través...

Time Process como ejercicio del día tenemos que realizar la actividad de time process

 FPGA Las FPGAs son unos dispositivos nos permiten describir un circuito digital usando un lenguaje específico (los dos más comunes son VHDL y Verilog) y que tras cargarlo en el integrado, es creado  físicamente  en el chip. Su nombre es un acrónimo inglés que significa matriz de puertas reprogramable o  Field Programmable Gate Array. Internamente se componen principalmente de cables, puertas lógicas, biestables, y puertos de entrada y salida. Todo ello sin conectar, como una plantilla en blanco, hasta que se les carga un  bitstream  -un archivo generado a partir de la descripción del circuito-. Un símil que nos parece muy fácil de entender, es que las FPGAs son el equivalente a las impresoras 3D para los circuitos digitales. A diferencia eso sí de las impresoras, es posible reprogramar una FPGA tantas veces como se necesite, es decir, siguiendo con la analogía, el material imprimible nunca se acaba.

  El   PWM   es un tipo de señal de tensión que usamos en electrónica con muchos objetivos distintos y para muchas tareas distintas. Vivimos rodeados de dispositivos que usan PWM para realizar alguna operación. Qué es PWM y cómo funciona la modulación de ancho de pulso PWM son siglas en inglés que significan  Pulse Width Modulation  y que lo podemos traducir a español como Modulación de ancho de pulso. Puede ser que esto no te diga nada de momento, pero al terminar el artículo tomará todo el sentido del mundo. La modulación de ancho de pulso está formada por una señal de onda cuadrada que no siempre tiene la misma relación entre el tiempo que esta en alto y el tiempo que está en bajo. En la siguiente imagen vemos una señal que varía entre 5 voltios y 0 voltios. A lo largo del tiempo la señal varía entre dos valores de tensión. Durante un tiempo determinado la señal se encuentra en el nivel alto ( en este caso 5v ) y durante otro periodo de tiempo se encuentra en...

 ¿Qué es un PWM? La modulación por ancho o de pulso (en inglés pulse width modulation PWM) es un tipo de señal de voltaje utilizada para enviar información o para modificar la cantidad de energía que se envía a una carga. Esta acción tiene en cuenta la modificación del proceso de trabajo de una señal de tipo periódico. Puede tener varios objetivos, como tener el control de la energía que se proporciona a una carga o llevar a cabo la transmisión de datos. Si el ciclo de trabajo es del 25% se pasa el 25% de su periodo arriba y el 75% abajo. El periodo es lo que dura la onda sin repetirse. Por eso se va repitiendo con el tiempo porque el periodo se repite durante todo el tiempo. El periodo es la suma de la parte alta y baja una vez, cuando vuelve a subir ya es otro periodo y la onda vuelve a empezar otra vez. Fíjarse que el ancho de la onda, su altura, siempre es la misma. De 0 a 5 Voltios. Lo único que varía es el tiempo que está en ON/OFF. Este tipo de señales son de tipo cuadrada o...

 En esta práctica hicimos un sumador  Entonces para la firma unimos el BCD con la práctica anterior logrando hacer un sumador que en físico podemos mover los botones para que al poner dos condiciones en el display se muestra el resultado.

 ¿Que es un modulo bcd para Vhdl? Contador BCD asíncrono ascendente Un contador BCD es un contador de décadas que sigue concretamente los estados $0,1,\ldots,9,0,1,\ldots$. Su módulo es por tanto 10 y ya que 23<10<24, necesitaremos 4 flip-flops para construirlo. Evidentemente estaremos desperdiciando 16-10=6 estados - por eso se dice que la secuencia de conteo de un contador BCD es truncada -. La forma más sencilla de truncar un contador consiste en decodificar el estado de numeración más alto (el 9 en este caso) y utilizarlo para llevar el contador hasta el estado de numeración más bajo (el 0). Para dicho fin, pueden utilizarse las entradas asíncronas de CLEAR. La figura 3.3 muestra el esquema lógico de un contador de este tipo y la figura 3.4 presenta el diagrama de tiempos generado. Puede observarse que aparece un glitch en la señal de Q1, inevitable y de duración igual al tiempo de propagación a través de la puerta NAND, más el tiempo que tarda el flip-flop primero en pon...

En esta semana se trabajó en el desarrollo del programa del BCD  Como solo se realiza la misma práctica solo se subió un reporte semanal.     Se calificó el día 20 de noviembre

  VHDL El arte de programar sistemas digitales. La familia de dispositivos lógicos programables (los PLD), cuyo nivel de densidad de integración ha venido evolucionando a través del tiempo. Iniciaron con los PAL (Arreglos Lógicos programables) hasta llegar al uso de los CPLD (Dispositivos Lógicos Programables Complejos) y los FPGA (Arre-glos de Compuertas Programables en Campo), los cuales dada su conectivi-dad interna sobre cada una de sus celdas han hecho posible el desarrollo de circuitos integrados de aplicación específica de una forma mucho más fácil y económica, para beneficio de los ingenieros encargados de integrar sistemas. El contenido de este libro se encuentra orientado hacia este tipo de diseño. Nuestro objetivo es brindar al lector la oportunidad de comprender, manejar y aplicar el lenguaje de programación más poderoso para este tipo de aplicaciones: VHDL.

  En esta clase empezamos a trabajar en la programación de BCD

Para esta practica elaboraremos un convertidor de BCD, este tiene la complejidad de realizar las conexiones internas del BCD. por lo que se elaborara diferentes archivos para su funcionamiento.  Objetivo El convertidor binario a digital debe transformar un código binario de 4 cifras a un tren de impulsos que se pueden observar en un display siete segmentos. Por ejemplo el código binario “0000” es un 0 decimal, entonces los segmentos “ a ” al “ f ” deberán activarse solo el elemento g permanece apagado. Comportamiento (Tabla de verdad) Acumulando todos los casos tenemos la tabla de verdad con los casos mostrados. Por ejemplo si tomamos la salida “A”, tenemos que se activa en los casos 0,2,3,5-9. Tenemos una ecuacion de algebra booleana con 8 términos descrita a continuación: Implementación Antes de implementar una función booleana tan extensa que consume demasiados recursos se puede utilizar el mapa de Karnaugh para obtener una función más sencilla. Implementación del código VHDL Po...

El código BCD o decimal codificado es un estándar para representar números binarios en el sistema binario, en donde cada dígito decimal es codificado en una secuencia de 4 bits. Con esta codificación especial de los dígitos decimales en el sistema binario, se pueden realizar operaciones aritméticas como suma, resta, multiplicación y división de números en representación decimal, sin perder en los cálculos la precisión ni tener las inexactitudes en que normalmente se incurren con las conversiones de decimal a binario puro y de binario puro a decimal. La conversión de los números decimales a BCD y viceversa es muy sencilla, pero los cálculos en BCD se llevan más tiempo y son algo más complicados que con números binarios puros. En BCD cada cifra se representa por un dígito decimal de 0…9, se representa por un equivalente binario en cuatro bits llamado (nibble o cuarteto)( esto es así porque es el número de bits necesario para representar el nueve, cabe destacar que es el número mas alto r...

 14 de octubre del 2021 Se realizo la progrmación de componente sde un BCD del cual nos debemos ir basando del documento  BCD , con esto podremos realizar la paractica, antes bien debemos comprender cada función que el ejercicio nos deja.  Una vez realizado veremos lo hecho en Xilinx. En la siguiente programación se muestra todas las interconexiones entre los programas de componentes. Para que el trabajo principal funcione perfectamente. Ahora veremos el comportamiento que tiene el circuito con la simulación en ISim. Podemos observar los diferentes comportamientos que tienes las salidas del BCD ya que estos van a ir variando conforme a la combinación del switch. Con esta simulación ahora podemos implementarlo de forma física en la tarjeta Spartan 6 Mojo V3. 26 oct 2021 Para la siguiente clase se elabaorara un trabajo de simulación de un PMW. Para ello creamos un nuevo precto en ISE, y copimos el sigueinte codigo. Previamente copido el codigo hacia el nuevo proyecto solo d...