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Pontificia Universidad Católica de Chile

Electrónica Digital Bit a Bit: Diseñando en Verilog para FPGA

Pontificia Universidad Católica de Chile

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Los circuitos digitales más complejos como memorias y procesadores, que contienen millones de transistores gracias a su reducido tamaño, pueden ser divididos en circuitos más simples ya conocidos para facilitar su diseño e implementación. Lo mismo podemos realizar utilizando Verilog para diseñar circuitos digitales complejos que realizan muchas funciones o cuentan con un gran número de entradas y salidas. 
El curso “Electrónica digital bit a bit: Diseñando circuitos complejos” nos presenta los circuitos combinacionales y secuenciales síncronos que son fundamentales para el diseño de máquinas de estado y sistemas digitales más complejos, como por ejemplo memorias y procesadores. También nos introduce a los circuitos secuenciales asíncronos con las debidas precauciones que se deben tener para diseñarlos e implementarlos. El curso termina presentando varios ejemplos de sistemas digitales, tales como una memoria SRAM y un procesador simple. 

La metodología a utilizar trabaja con videolecciones acompañadas de cortos cuestionarios te ayudarán a reforzar tu aprendizaje en cuanto a la comprensión y distinción de los circuitos combinacionales y secuenciales, el análisis de circuitos basados en máquinas de estado y el diseño de estos a partir de Verilog.

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What you will learn

Crear circuitos digitales utilizando Verilog.
Crear circuitos digitales implementando una FPGA.

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Instructor

Angel Abusleme

Profesor Asociado

Departamento de Ingeniería Eléctrica

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9 Courses

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Pontificia Universidad Católica de Chile

La Pontificia Universidad Católica de Chile fue fundada el 21 de junio de 1888 por iniciativa del Arzobispo de Santiago, Monseñor Mariano Casanova, con el objetivo de ser una institución que integrara la excelencia académica y una formación inspirada en la doctrina cristiana. Su creación se inserta en las circunstancias históricas universales y locales que afectaron a la Iglesia Católica, instándola a formar profesionales poseedores de un auténtico sentido cristiano de la vida, que sirviera como fermento renovador para las nuevas generaciones.

Siempre, a pesar de los cambios, la Universidad ha aspirado a lograr una educación sólida, arraigada en la ciencia, el arte, las humanidades y la moral católica. Ha buscado, por lo tanto, que todos los que han estudiado y estudien en ella resulten no sólo científica y técnicamente capacitados, sino que también se abran a las distintas dimensiones de lo humano, a las responsabilidades sociales y personales que plantea el desarrollo integral de una sociedad. Ese deseo fundacional se ha visto plenamente satisfecho a lo largo de la historia de la UC.

Syllabus - What you will learn from this course

Week1

Week 1

2 hours to complete

Bloques de circuitos combinacionales

2 hours to complete

10 videos (Total 74 min), 1 reading, 3 quizzes

10 videos

Multiplexores7mSíntesis de funciones lógicas usando multiplexores5mTeorema de expansión de Shannon5mDecodificadores9mDemultiplexores5mCodificadores8mConversores de código9mCircuitos de comparación aritmética6mOtros circuitos combinacionales con Verilog11mGenerate, tareas y funciones en Verilog4m

1 reading

Bloques de circuitos combinacionales10m

3 practice exercises

Síntesis de circuitos combinacionales con multiplexores15mBloques combinacionales básicos20mCircuitos combinacionales10m

Week2

Week 2

3 hours to complete

Flip-flops, registros y contadores

3 hours to complete

12 videos (Total 111 min), 1 reading, 2 quizzes

12 videos

Latch básico7mLatch SR comandado por compuerta7mLatch D comandado por compuerta7mFlip flops D gatillados por flanco9mFlip flops D con clear y preset15mFlip flops T y JK6mRegistros10mContadores asíncronos6mContadores síncronos8mContadores síncronos con flip-flops D7mOtros contadores y divisores de Clock10mEjemplo de diseño: temporizador de reacción14m

1 reading

Flip-flops, registros y contadores10m

2 practice exercises

Latches y flip-flops como circuitos con memoria20mRegistros y contadores25m

Week3

Week 3

3 hours to complete

Circuitos secuenciales síncronos

3 hours to complete

15 videos (Total 120 min), 1 reading, 3 quizzes

15 videos

Fundamentos de las FSMs5mMáquina de Moore17mProblema de asignación de estados16mModelo de estados de Mealy6mDiseño de FSMs utilizando CAD7mEstilos alternativos de diseño con Verilog7mEjemplo de diseño: sumador serial (Mealy)6mEjemplo de diseño: sumador serial (Moore)3mMinimización de estados9mEl contador como circuito secuencial5mUna FSM como circuito arbitrador6mAnálisis de circuitos secuenciales síncronos3mModelo formal de los circuitos secuenciales12mBuffers para reloj en FPGAs6mCruce de dominios de reloj6m

1 reading

Circuitos secuenciales síncronos10m

3 practice exercises

Máquinas de estado Moore y Mealy10mDiseño de circuitos secuenciales síncronos con Verilog20mMinimización de estados, diseño y análisis de FSMs10m

Week4

Week 4

2 hours to complete

Circuitos secuenciales asíncronos

2 hours to complete

7 videos (Total 91 min), 1 reading, 2 quizzes

7 videos

Comportamiento asíncrono8mAnálisis de circuitos asíncronos17mSíntesis de circuitos asíncronos10mReducción de estados17mAsignación de estados21mRiesgos (hazards) en circuitos asíncronos6mEjemplo de diseño: controlador para máquina expendedora7m

1 reading

Circuitos secuenciales asíncronos10m

2 practice exercises

Análisis y síntesis de circuitos asíncronos25mDiseño y riesgos de circuitos asíncronos20m

Frequently Asked Questions

When will I have access to the lectures and assignments?
Access to lectures and assignments depends on your type of enrollment. If you take a course in audit mode, you will be able to see most course materials for free. To access graded assignments and to earn a Certificate, you will need to purchase the Certificate experience, during or after your audit. If you don't see the audit option:
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The course may offer 'Full Course, No Certificate' instead. This option lets you see all course materials, submit required assessments, and get a final grade. This also means that you will not be able to purchase a Certificate experience.
What will I get if I purchase the Certificate?
When you purchase a Certificate you get access to all course materials, including graded assignments. Upon completing the course, your electronic Certificate will be added to your Accomplishments page - from there, you can print your Certificate or add it to your LinkedIn profile. If you only want to read and view the course content, you can audit the course for free.
Is financial aid available?
Yes. In select learning programs, you can apply for financial aid or a scholarship if you can’t afford the enrollment fee. If fin aid or scholarship is available for your learning program selection, you’ll find a link to apply on the description page.

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