DISENO DE UNA UNIDAD PROCESADORA DE4 BITS, CON SU UNIDAD DE CONTROL

VIRTUALGrijalba Salgado Vıctor ManuelHernandez Calderon Jose Carlos

Perez Alvarez EdibertoRamırez Guatsozon Esteban De Jesus

Romero Casas Edgar OmarUniversidad Veracruzana

Facultad De Instrumentacion ElectronicaPrograma Educativo: Ingenierıa En Instrumentacion Electronica

Experiencia Educativa: Sistemas DigitalesCadetratico: M.C. Angel Eduardo Gasca Herrera

Circuito Gonzalo Aguirre Beltran, Zona UniversitariaXalapa-Enrıquez, Veracruz, Mexico

Resumen—En este reporte se presentan los requerimientos ypasos para elaborar una Unidad Procesadora De 4 Bits, la cualforma parte del proyecto integrador de la Experiencia Educativade Sistemas Digitales, impartidad por el M.C. Angel EduardoGasca Herrera, para la carrera de Ingenierıa en InstrumentacionElectronica de la Universidad Veracruzana, Campus Xalapa.Se presentan los requerimientos fısicos y virtuales para laelaboracion y control de la Unidad, ası como un abordamientohacia la E.E. de Sistemas Digitales y su futuro eso dentro delejercicio de la profesion.

I. INTRODUCCION

La experiencia educativa de Sistemas Digitales concluye losconocimientos basicos de la Electronica Digital. La importan-cia de esta experiencia educativa radica en que fundamentalos conocimientos que como estudiante se utilizaran en elmodelado y uso de los dispositivos electronicos como losmicroprocesadores y microcontroladores, de uso frecuente ensistemas de adquisicion de informacion, instrumentacion ycontrol.Con este proyecto integrador se pretende poner en practica loaprendido durante el curso elaborando una Unidad Procesa-dora De 4 Bits.

Junio 12, 2015

II. OBJETIVO

Aplicar los elementos asociados con las herramientas ac-tuales empleadas en el diseno de sistemas digitales, enfocadasal diseno, evaluacion y simulacion de sistemas basados enCircuitos Logicos Programables (PLDs) y los lenguajes dedescripcion de hardware (VHDL).Integrar los elementos mencionados en el desarrollo de un

prototipo que pueda resolver problemas elementales de proce-samiento de informacion.

III. MATERIAL

Para la realizacion de la Unidad Procesadora De 4 Bits losmateriales los dividiremos en 2, los fısicos (para el armado enPCB) y los de simulacion (necesarios para pre visualizar elfuncionamiento de nuestra Unidad Procesadora):

III-A. FISICOS

III-B. SIMULACION

IV. PROCEDIMIENTO

IV-A. Establecer el problema.

Se requiere elaborar una Unidad Procesadora De 4 Bits querealice las operaciones basicas de la ALU (Unidad LogicaAritmetica). Dicha Unidad Procesadora se compone por 1ALU, 2 MUX Cuadruples 4-1, 1 Unidad de Corrimiento, 1Decodificador Destino y 4 Registros de 4 Bits.La salida de los datos debe de ser en serie, por lo que elPCB tendra que tener una conversion SERIE-PARALELO queestara dada por 3 registros de corrimiento.Ademas de la visualizacion del dato a la salida en el PCB serequiere el regreso de la salida (paralelo) a la interfaz (serie),por lo que necesitaremos un conversor de PARALELO-SERIE.El proyecto de la Unidad Procesadora debera controlarse desdeuna interfaz desarrollada en la computadora, por lo que lalogica de control debera ser Virtual.

IV-B. Determinar el numero de variables de entrada y fun-ciones de salida asignando nombres a cada uno de ellos.

En este apartado nos concentraremos en la estructura dela palabra de control, ya que indicaremos que significa cadaconjunto de bits.La palabra de control especifica el tipo de operacion queha de ejecutarse con los datos. El bus de datos del sistemao cualquiera de los registros internos del procesador puedenproporcionar palabras de datos. La palabra de control se definepor la unidad de control.

Figura 1: Ejemplos de la palabra de control

Nuestra Unidad Procesadora De 4 Bits realizara microoperaciones a traves de instrucciones en una interfaz virtual,dicha interfaz virtual se realizo en Microsoft Visual Basic 6.0y el codigo utilizado para su realizacion es el siguiente: VERCODIGO EN PAGINA CORRESPONDIENTE.

IV-C. Dibujar el diagrama del circuito

Vease la figura 2.

V. CONCLUSION

Debido a la demanda por el control de datos que constituyenla informacion es imprescindible el uso y manejo de SistemasDigitales capaces de realizar instrucciones previamente pro-gramadas.Basados en el desarrollo del proyecto integrador se logro co-nocer la forma en que los datos se direccionan a diferentessecciones de un circuito digital. Se pudo conocer y constatarla eficacia y practicidad de la transmision de informacion demanera serial, la cual es indeleble en los actuales sistemasdigitales ya que nos proporciona un alto rendimiento a travesde un solo hilo conductor.Dentro de la comunicacion serial se aprendieron diferentesconceptos como Baudios, Stop Bit, Paridad, etc., los cualesseran requeridos en futuras aplicaciones dentro de la E.E.de Microprocesadores y Microcontroladores. Concluımos esteproyecto integrador recalcando la importancia de los SistemasDigitales y su uso dentro del mbito de la Ingenierıa y otrasareas.

REFERENCIAS

[1] M. Morris Mano, Logica Digital y Diseno de Computadores, 2da ed.Prentice Hall, 1998.

[2] Thomas Richard McCalla, Logica Digital y Diseno de Computadoras,Megabyte Noriega Editores, 1994.

[3] F. J. Hill y Gerald R. Peterson, Teorıa de Conmutacion y Diseno Logico,Editorial Limusa, 2002.

[4] Martin Bolton, James W. Bignell y Robert L. Donovan, ElectronicaDigital, Editorial CECSA, 1998.