SEMINARIO 5. INTRODUCCIÓN AL
MANEJO DE UN SIMULADOR Y DE UN
ENTRENADOR LÓGICO
TECNOLOGÍA Y ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORES
1º Grado en Ingeniería Informática.
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Toc seminario 5, Apuntes de Ingeniería Infórmatica
Asignatura: toc, Profesor: , Carrera: Ingeniería Informática, Universidad: UGR
Tipo: Apuntes
2014/2015
1 / 34
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SEMINARIO 5. INTRODUCCIÓN ALMANEJO DE UN SIMULADOR Y DE UN
ENTRENADOR LÓGICO
TECNOLOGÍA Y ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORES1º Grado en Ingeniería Informática.
SEMINARIO 5. INTRODUCCIÓN ALMANEJO DE UN ENTRENADOR Y DE UN
SIMULADOR LÓGICO.
1.^ INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE UN SIMULADOR LÓGICO1.
Funcionamiento de Logic Works.2. Selección de componentes.3. Simulación del diseño.4. Generación de símbolos para subcircuitos.
2.^ INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE UN ENTRENADOR LÓGICO1.
Descripción del entrenador de prácticas SIDAC DET 2020.2. Realizaciones prácticas.
BibliografíaDescripción del Seminario 5. Guía de trabajo autónomo.Descripción del Entrenador lógico SIDAC DET 2020Instrucciones del Simulador lógico: Logic Works.13/11/
Tecnología y Organización de Computadores
- INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE UN
SIMULADOR LÓGICO
1.^ Funcionamiento de Logic Works.Logic Works es un entorno de trabajo que permite diseñar y simulartanto a nivel funcional como temporal circuitos lógicos digitales. Parapoder
utilizar
este^
entorno,
se^ debe
ejecutar
el^ programa
LogicWorks.exe
dentro
del^ directorio
Program
.^ Al^ ejecutar
dicho
programa, el interfaz de trabajo que se encuentra el usuario es elsiguiente:
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
-^ El interfaz de trabajo se encuentra dividido en varias partes:•^ La ventana principal es la
“ventana de diseño”
. En ella se introduce el
circuito
digital
que^ se
quiere
diseñar
y^ simular.
Junto a^ ésta,
pueden
aparecer
otras
dos^
pequeñas
ventanas
que^
contienen
diferentes
informaciones.
Con^ la
opción
de^ menú
“View”
se^ puede
controlar
que
aparezcan
o^ no^
dichas^
ventanas.
Con^ la
opción
de^ menú
"Schematic
Design Preferences" se puede controlar el aspecto de esta ventana
principal
de diseño.• La^ ventana
de^ la
derecha
es^ la biblioteca
de^ componentes
(Parts
Palette).
En ella se pueden seleccionar los distintos componentes que se van a utilizar en el diseño. Estos componentes están ordenados según sufuncionalidad en distintas bibliotecas.
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
-^ La ventana inferior es la
ventana de visualización de formas de
onda^
(Timing
Window)
,^ que^
se^ utiliza
para^
comprobar
el
funcionamiento
temporal
del^ circuito
que^
se^ esté
diseñando.
La
descripción funcional de esta ventana se verá más adelante.
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
2.^ Selección de componentes.Suponga
que^ se
desea
simular
un^ circuito
digital
combinacional
muy
sencillo con 2 entradas A
y B 0 0 que produce 2 salidas S
y C 0 1 cuyas
tablas de verdad está indicadas en la Tabla.Tabla verdad
Funciones de conmutación
S^ = A^0
^ B 0
C1 = A
· B 0 0
Tecnología y Organización de Computadores A 13/11/
BS 0 0 0
C^1
3.^ Conexionado entre componentes.•^ Existen dos formas de realizar el conexionado entre los distintos componentesexistentes en la ventana de diseño:a) La manera más sencilla consiste en situar el cursor del ratón cerca delpunto final del punto desde donde se quiera que salga la conexión, hacer unclic y arrastrar el ratón hasta la localización final. De esta forma se simula unaconexión eléctrica entre el punto de origen y el de final.b) Una segunda manera de establecer conexiones entre componentes consisteen etiquetar los pines de cada uno de ellos, de tal forma que
dos pines con
la^ misma
etiqueta
se^ consideran
eléctricamente
conectados
.^ Para
insertar una etiqueta en un pin se selecciona la opción “Edit -> Text” en elmenú. Ahora basta seleccionar la parte final (exterior) del pin correspondientey aparecerá un cuadro de texto donde se puede introducir el nombre que sedesea poner al pin. Si todo se ha realizado correctamente, se debe observarque la nueva etiqueta aparece en color rosado y que se añade su nombre en laventana inferior de visualización de formas de onda,
siempre y cuando la
opción del menú “Simulation -> Add Automatically” esté seleccionada.
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
Se realizará de la primera forma la conexión entre los conmutadores binariosy las entradas de las puertas lógicas del circuito y de la segunda forma laconexión entre las salidas de las puertas lógicas y los visualizadores binarios.Para ello, se procede a etiquetar con “S0” la salida de la puerta XOR y laentrada
de^ uno
de^ los
visualizadores
binarios.
Igualmente,
se^ usará
la
etiqueta
“C1”^
para^ la
salida
de^ la
puerta
AND^
y^ la^ entrada
del^ otro
visualizador, tal y como se muestra en la Figura. Es importante notar que enel^ simulador,
cada^
vez^ que
se^ hace
doble^
clic^ sobre
una^ señal
(cable)
se
colorean
de^ amarillo
todos
los^
conectores
que^
estén^
eléctricamente
conectados a esa señal. De esta forma, se puede asegurar que la salida decada puerta lógica está realmente conectada con la entrada de su visualizadorbinario^
correspondiente.
Utilizando
la^ opción
File-Save
(Ctrl-S)
guarde
el
diseño con el nombre circuito1.cct.
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
-^ Definición temporal de estímulos:Ya se explicó cómo se podían introducir las entradas al circuito a través deconmutadores
binarios
y^ hexadecimales.
Logic^
Works^
también
proporciona
una herramienta para realizar esta función a través de un fichero de estímulos(con^ extensión
.tim).^
El^ formato
de^ dicho
fichero
consta
de^ una
serie^
de
columnas limitadas por tabuladores (y no por espacios) donde se especifica elinstante
inicial
de^ tiempo
(columna
etiquetada
con^ $T),
la^ duración
del
periodo de tiempo ($D) y el valor de cada una de las señales de entrada enese periodo de tiempo ($I Nombre_señal_entrada).Por ejemplo, cree el fichero “Seminario3.tim” que se usará para comprobar elcomportamiento
del^ circuito
de^ este
seminario
con^ los
valores
que^ se
presentan en la Tabla, donde se especifican dos señales de entrada A0 y B0,cuyos valores se fijan en intervalos espaciados cada 20 unidades de tiempo.En forma gráfica, estos estímulos son los que se representan en la Figura.Para crear el fichero “Seminario3.tim” puede utilizar, bien un editor de textosconvencional proporcionado por el sistema operativo, o bien puede utilizar elpropio editor de textos de Logic Works a través del menú “File
^ New
^ Text
Document”. En cualquier caso, siempre hay que tener precaución de archivarel fichero con la extensión .tim, no con la extensión .txt.
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
Para^ introducir
el^ fichero
de^ estímulos
en^ la^
ventana
de^ visualización
de
formas de onda, se debe asegurar que al menos las variables de entrada estén ya presentes
en dicha ventana y de que sus nombres coincidan con
los del fichero “.tim”. Se deben eliminar del diseño las entradas lógicas deltipo “BINARY SWITCH” para evitar errores en el simulador.
Tecnología y Organización de Computadores
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S0 C A0 B
$T^ $D
$I A0 $I B
-^ Para realizar la simulación, pulse el botón de “Reset” e introduzca el ficherode estímulos “Seminario3.tim” seleccionando del menú la opción “Simulation^ ^ Import Timing”. Vaya pulsando sucesivamente el botón de “Step” paraejecutar paso a paso la simulación o bien el botón de "Run" para ejecutar lasimulación toda entera. Se visualizarán en la ventana de tiempos los valoresde las señales de los estímulos de entrada. Verifique ahora el funcionamientodel^
circuito
contrastándolo
con^
su^ tabla
de^
verdad.
Ampliando
convenientemente la escala de la visualización de la ventana de tiempos,podrá^
comprobar
los^ retardos
en^ las
señales
de^ salida
frente
a^ las^
de
entrada. Estos retardos simulan los tiempos de retardo de transmisión de loscambios en las señales de salida frente a los de las entradas. Para variardicho retardo basta con seleccionar un componente y, con el botón derechodel ratón, elegir la opción de "Attributes
Delay Dev." y cambiar el valor por
defecto que tiene el componente.
Tecnología y Organización de Computadores
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5.^ Generación de símbolos para subcircuitos.Paso 1: Definición de los puertos de E/S del subcircuito:Cuando se crea un subcircuito, Logic Works debe saber quiénes deben ser lasentradas y salidas de éste y qué nombre genérico se les debe dar. Para esto,Logic Works proporciona dos tipos de conectores: “PORT IN” y “PORT OUT”existentes en la biblioteca
“Connect”
Reemplace
ahora
los^ dos
conmutadores
de^ entrada
binarios
(BINARY
SWITCH) del circuito de la Figura S3.2 por puertos de entrada (PORT IN) y losdos^ visualizadores
binarios
(BINARY
PROBE)
por^ puertos
de^ salida
(PORT
OUT) de la forma que se muestra en la Figura S3.5.Finalmente,
Logic^
Works^
debe^ saber
qué^ nombres
se^ les
debe^
dar^ a^
las
variables de entrada y de salida del subcircuito. Para ello, seleccione “Edit
Text”^ en
el^ menú
y^ pique
con^ el
ratón^
en^ el^ centro
de^ cada
uno^ de
los
puertos de E/S para etiquetarlos. Use las mismas etiquetas que en la Figura.
Tecnología y Organización de Computadores
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Todas las bibliotecas en Logic Works son ficheros con extensión.
clf^ que se
encuentran en el directorio \
LogicWorks \Libs
. En este seminario se creará
una nueva biblioteca llamada “
milib.clf
” que se usará para guardar todos los
dispositivos que se vayan diseñando. Para crear dicha biblioteca seleccioneen “New Lib” y se crea "MILIB.CLF” (biblioteca de componentes no existenteanteriormente),
almacenándola
el^ estudiante
en^ algún
dispositivo
donde
tenga^ derecho
de^ escritura.
Posteriormente
seleccione
la^ biblioteca
recién
creada y pulse “Save” para guardar el nuevo componente “” en “milib.clf”.Para poder usar la biblioteca recién creada en próximas sesiones, basta conhacer clic con el botón derecho del ratón sobre la ventana de componentes yseleccionar
la^ opción
“Open
Lib”^ para
añadir
esta^ biblioteca
a^ la^ sesión
actual.
Tecnología y Organización de Computadores
13/11/
Paso 3: Comprobación del subcircuito generado.Finalmente,
como^
comprobación,
se^ va
a^ diseñar
un^ nuevo
esquema
que
contendrá el símbolo correspondiente al circuito creado.Para ello, cierre la ventana de diseño del CIRCUITO-2 y cree un nuevo diseño(“File^
New Design”). Inserte ahora el nuevo componente en el esquemático (seleccionando la biblioteca MILIB) y compruebe que el funcionamiento delcircuito usando conmutadores binarios en la entrada y visualizadores binariosen la salida (ver Figura) coincide con el expuesto en la tabla de verdad de laTabla.Finalmente, guarde el nuevo diseño con el nombre
circuito3.cct
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