FASE 4

INTRODUCCIÓN

Una compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a la tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip. Cada compuerta lógica realiza una operación aritmética o lógica diferente, que se representa mediante un símbolo de circuito.

La tecnología microelectrónica actual permite la elevada integración de transistores actuando como conmutadores en redes lógicas dentro de pequeños circuitos integrados.

En esta actividad se diseña y se realiza la simulación de un circuito integrado, elaborado a partir de compuertas lógicas.

RESUMEN

El presente trabajo colaborativo muestra cómo obtener el Layout de un circuito integrado, el cual es capaz de simular el comportamiento de un carrito evasor de obstáculos, según el caso de estudio solicitado. El diseño del circuito integrado se realiza por medio del software DSCH y Microwind. Iniciando con el diseño interno del circuito integrado con sus compuestas lógicas las cuales son definidas por medio de la tabla de verdad del sistema y los mapas de Karnaught en donde se obtienen las ecuaciones simplificadas para cada salida. Hasta visualizar el Layout del circuito integrado y su elaboración simulada en formato 3D. Este proceso con el fin de dar solución al caso de estudio planteado el cual se irá desarrollando durante las fases siguientes del presente curso.

OBJETIVOS

General

Diseñar un circuito integrado con compuertas lógicas por medio de software de simulación, para simular el funcionamiento de un carrito evasor de obstáculos según el caso de estudio propuesto.

Específicos

Emplear correctamente la aplicación de compuertas lógicas para la creación de un circuito integrado.
Elaborar el diseño Microelectrónico de de un circuito integrado con compuertas lógicas por medio del software DSCH.
Obtener el Layout de de un circuito integrado por medio del software Microwind.
Comprender e interpretar diagramas esquemáticos.
Conocer el diseño y la elaboración de los circuitos integrados.

MARCO METODOLÓGICO

DESARROLLO DEL CASO DE ESTUDIO CIRCUITO INTEGRADO

Teniendo en cuenta el caso de estudio, nuestra compuerta tendrá 3 entradas las cuales representan los obstáculos, cuando exista un esta lógico en (1) representa presencia del obstáculo y cuando exista un estado lógico en (0) representa la ausencia de dicho obstáculo.

Para las salidas la compuerta tendrá 6 salidas, 3 que funcionan con un solo estado lógico en la entrada (derecha, izquierda, atrás), y 3 que funcionan con la combinación de dos estados en la entrada (atrás-izquierda, atrás-derecha, se detiene).

Luego de haber definido esto se desarrolla la tabla de verdad del integrado, en donde las salidas en estado lógico (1) son las que nos interesan.

Ilustración 1. Tabla de verdad circuito integrado

Fuente : El autor.

DISEÑO DEL CIRCUITO

Para realizar el respectivo diseño del circuito se emplean mapas de Karnaught para obtener las ecuaciones simplificadas de cada salida.

Ilustración 2. Mapa de Karnaught Giro a la derecha

Fuente : El autor.

De este mapa obtenemos la ecuación:

Ilustración 3. Mapa de Karnaught Giro a la Izquierda

Fuente : El autor.

De este mapa obtenemos la ecuación:

Ilustración 4. Mapa de Karnaught Atrás

Fuente : El autor.

De este mapa obtenemos la ecuación:

Ilustración 5. Mapa de Karnaught se detiene

Fuente : El autor.

De este mapa obtenemos la ecuación:

DISEÑO Y SIMULACION EN DSCH

Para el diseño y simulación se emplean en las salidas (light o led) que indican cuando se cumplen las condiciones en las salidas.

Ilustración 6. Diseño Giro a la Derecha

Fuente : El autor.

Ilustración 7. Diseño Giro a la Izquierda

Fuente : El autor.

Ilustración 8. Diseño Atrás

Fuente : El autor.

Ilustración 9. Diseño se detiene

Fuente : El autor.

Ilustración 10. Integración de los circuitos Carro Evasor

Fuente : El autor.

Ilustración 11. Layout Circuito Carrito Evasor en Microwind

Fuente : El autor.

CONCLUSIONES

Se realizó la apropiación de los conceptos acerca de las metodologías de diseño Microelectrónico y de bajo consumo.
Las herramientas DSCH y Microwind, brindan gran soporte para elaborar el diseño y simulación de circuitos microelectrónicos.
Se obtuvo el Layout del circuito integrado verificando su funcionamiento por medio de su tabla de verdad.
La actividad en general permitió retomar conceptos fundamentales de electrónica digital básica, fortaleciendo las competencias acerca de las compuertas digitales y sus tablas de verdad.
Se debatió y se dio una solución para el ejercicio propuesto, empleando las temáticas de la unidad 2.

VIDEO SIMULACIÓN Y DISEÑO DEL LAYOUT PARA UN CIRCUITO INTEGRADO CARRITO EVASOR DE OBSTACULOS - FASE4

LIBRO EN CALAMÉO ASPECTOS RELEVANTES UNIDAD 2