vasanza

SISTEMAS DIGITALES I

ACTIVIDAD: SIMULACIÓN DE CIRCUITOS MSI EN

QUARTUS

CAPÍTULO DEL CURSO: CIRCUITOS INTEGRADOS MSI Y SUS APLICACIONES

EN EL DISEÑO LÓGICO COMBINATORIAL

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE:

• Analizar el funcionamiento de los circuitos MSI básicos.

• Aplicar conceptos de simulación en Quartus con los circuitos MSI.

DURACIÓN: 120 minutos

MATERIALES Y HERRAMIENTAS:

- Circuitos MSI estudiados en las sesiones de clase.

- Quartus II.

MARCO TEÓRICO:

Pasos para realizar simulación en Quartus II

Para realizar una simulación debemos tener en cuenta las siguientes

consideraciones:

1. Primero debemos crear un nuevo proyecto.

vasanza

2. En la ventana del Wizard, damos click en Next.

3. En la siguiente ventana del wizard, seleccionados la dirección donde guardaremos los archivos del proyecto. Luego damos click en Next.

vasanza

4. En la siguiente ventana, el tipo de proyecto que estamos creando deberá ser Empty Project. Luego damos click en Next.

5. La siguiente ventana del wizard nos permite agregar archivos previamente creados a nuestro proyecto, de momento no agregaremos ninguno. Luego damos click en Next.

vasanza

6. En la siguiente ventana del wizard seleccionamos el dispositivo usado para hacer las simulaciones, de momento podemos seleccionar cualquiera. Luego damos click en next.

7. En la siguiente ventana se mostrará un resumen de las configuraciones con las que se crearon el proyecto, luego damos click en Finish.

vasanza

8. Ahora agregamos un nuevo archivo al proyecto.

9. Para hacer la simulación de los chips TTL MSI vistos en clase usaremos el archivo BDF (Block Diagram / Schematic File).

10. El archivo BDF es una hoja en blanco donde agregaremos símbolos que

representan circuitos MSI, para este fin daremos doble click en cualquier lugar de este archivo en blanco para abrir la siguiente ventana donde buscaremos el símbolo a ser usado.

vasanza

11. Una vez agregado el símbolo en el archivo BDF, generamos los tags de conexión para todos los pines del símbolo de forma automática como se muestra en la siguiente figura.

12. El archivo BDF deberá contener el símbolo del chip MSI con tags en cada uno de

sus pines.

vasanza

13. Antes de continuar deberá grabar el archivo BDF.

14. Para compilar el archivo BDF debemos ir al Proyect Navigator y setear el archivo actual como Top-Level Entity.

15. El compilador permite verificar errores de conexión en el BDF, para ello vamos a Processing y damos click en Start Compilation.

vasanza

16. La venta de mensajes al final de la compilación exitosa mostrará el siguiente resultado.

17. Para generar la simulación de formas de onda, debemos agregar al proyecto actual un archivo VWF (Vector Waveform File).

vasanza

18. El archivo VWF luce como la imagen a continuación. Aquí debemos agregar los nodos que serán usados en el a simulación, para ello debemos dar click derecho en el lado izquierdo para seleccionar Inset node or Bus…

19. La venta para agregar los Nodos o Buses es la que se muestra a continuación, aquí debemos seleccionar Node Finder.

20. En la ventana del Node Finder, debemos dar click en List.

vasanza

21. Ahora deberán estar todos los nodos encontrados en el archivo BDF.

22. Para esta simulación usaremos todos los nodos encontrados, así que con la doble flecha a la derecha seleccionamos todos los nodos.

vasanza

23. El archivo VWF deberá mostrar en el lado izquierdo todos los pines que usaremos para generar la simulación de formas de onda.

24. Las entradas y salidas que agrupadas mejoren el entendimiento de su funcionamiento pueden cambiadas a una representación vectorial, para lo cual primero las seleccionamos y damos click derecho para seleccionar en Grouping / Group.

vasanza

25. La ventana Group nos pedirá ingresar un nombre al nuevo vector creado.

26. Las entradas pueden ser modificadas de forma manual para la simulación o pueden ser generadas de forma aleatoria, para este fin vamos a la barra de

herramientas y damos click en el botón .

vasanza

27. La ventana Random Values nos permite seleccionar el intervalo de los valores generados. Por esta vez seleccionamos Every Grid Interval.

28. Una vez que el archivo VWF tiene valores en todas las entradas y luce como la siguiente figura, estamos listos para realizar la simulación.

vasanza

29. Finalmente para generar las formas de onda de las señales de salida, tenemos que ir a la pestaña Simulation y seleccionar Run Functional Simulation.

vasanza

DESCRIPCIÓN DEL TALLER

1. Realizar los pasos anteriores con el comparador 7485.

2. Realizar los pasos anteriores con el multiplexor 74151.

3. Realizar los pasos anteriores con el decoder 74138.

vasanza

Bibliografía: [1]. Fundamentos de Lógica Digital, Stephen Brown & Zvonco Vranesic, Segunda Edición, Mc.Graw Hill, 2009. [2]. Sistemas Digitales: Principios y Aplicaciones, Ronald Tocci, Octava Edición, Prentice Hall, 2003. [3]. Análisis y Diseño de Circuitos Lógicos Digitales, Víctor Nelson, Troy Nagle, Bill Carroll, David Irwin, Primera Edición, Prentice Hall, 2000. [4]. Digital Design with RTL Design, Verilog and VHDL, Frank Vahid, Second Edition, John Wiley and Sons, 2010.