Sistemas Digitales: De las puertas lógicas al procesador

所在平台: Coursera

课程主页: https://www.coursera.org/learn/sistemas-digitales

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课程简介

课程名称：数字系统：从逻辑门到处理器 课程概述：本课程旨在学习现代数字电路设计的基础，注重实践操作。与其他更传统的数字电路课程不同，我们的重点将放在系统设计上，而非支撑它的电子学。这种方法将为复杂数字系统的设计打下基础。 该课程适合于信息与通信技术（TIC）相关专业的大学一年级学生，以及希望入门数字系统的任何人。此外，这门数字系统的基础课程是希望深入了解计算机硬件及特定应用集成电路（如机器人技术、生物电子学、工业控制等）人士的必修课程。 课程完成后，您将能够： - 设计中等复杂程度的数字系统。 - 理解使用高级语言（如VHDL）描述数字系统。 - 理解计算机的基本工作原理（机器语言），以及如何通过算法数字系统实现和解读。 课程说明： 1. **入门模块：** 介绍课程如何运作，评估方式和证书获取，虚拟机安装手册以及二进制计数系统、算法和伪代码的复习视频和练习。 2. **数字系统简介：** 介绍数字系统的基本概念和将要设计的处理器视频。 3. **组合电路（I）：** 学习组合电路的基础，配合VerilUOC_Desktop工具进行练习。 4. **组合电路（II）：** 深入研究组合电路的经典设计技术和算法描述的电路合成。 5. **算术电路 + VHDL介绍：** 完成组合电路学习，介绍VHDL硬件描述语言的基础知识，帮助学生理解中等复杂度的VHDL代码。 6. **时序电路（I）：** 开始学习具有记忆功能的时序电路，使用VerilUOC_Desktop执行相关练习。 7. **时序电路（II）：** 继续深入学习时序电路，包括寄存器、移位寄存器、计数器等。 8. **有限状态机：** 进一步学习时序电路的实现，定义有限状态机并学习如何在VHDL中进行建模。 9. **数字系统实现：** 介绍现代数字系统的构建方法，尽管无法深入探讨，但激励学生继续学习。 清晰的信息和实践操作使该课程对初学者及技术专业学生尤为适合。课程提供免费访问所有内容的选项，但若需证书则需支付相关费用并满足一定要求。

课程大纲

Name:Todo lo que necesitas saber para comenzar el curso

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En este primer módulo hemos recopilado todo aquello que necesitas saber para comenzar el curso en condiciones.
Consta de 4 bloques en los que encontrarás:

• Una explicación, en el apartado de "Bienvenida", de cómo funciona el curso,
• información sobre cuestiones de interés general como ¿cómo seré evaluado?, ¿cómo puedo conseguir un certificado?, ¿cómo funcionan los foros?, etc.,
• los manuales de instalación de una máquina virtual que necesitarás instalar en tu ordenador para seguir el curso
• y un conjunto de vídeos y ejercicios sobre el sistema de numeración binario, los algoritmos y el pseudocódigo por si necesitas refrescar conocimientos.

Name:¿Qué son los Sistemas Digitales?

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TEMA 1: Este módulo es una introducción a los sistemas digitales.
Contiene: Los vídeos de las lecciones, los ejercicios correspondientes, y dos vídeos en los que se introduce el procesador que iremos diseñando a lo largo del curso.
Lee el "Índice de las lecciones" para más información.

Name:Circuitos Combinacionales (I)

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TEMA 2: En este módulo estudiaremos los circuitos combinacionales.
Lee el "Índice de las lecciones" para más información.
Para resolver los ejercicios de este módulo necesitarás utilizar VerilUOC_Desktop. El apartado VerilUOC_Desktop de este mismo módulo contiene unos vídeos explicativos, una wiki y unas FAQs que te ayudarán a trabajar con estas herramientas.

Name:Circuitos Combinacionales (II)

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TEMA 3: Continuamos con el estudio de los circuitos combinacionales. Si bien en el módulo anterior trabajamos las técnicas clásicas de diseño de circuitos combinacionales, aquí nos centraremos en otros temas como las herramientas de ayuda al diseño, de las que daremos algunas pinceladas, o la síntesis de este tipo de circuitos a partir de su descripción algorítmica.
Lee el "Índice de las lecciones" para más información.
También para resolver los ejercicios de este módulo necesitarás utilizar VerilUOC_Desktop. Recuerda que en el apartado "VerilUOC_Desktop" del módulo 3 tienes toda la información que necesitas sobre el funcionamiento de dicha herramienta.

Name:Circuitos aritméticos + Introducción al VHDL

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TEMA 4: Este módulo tiene un doble objetivo:

• En primer lugar completaremos el estudio de los circuitos combinacionales presentando unos pocos circuitos aritméticos de cierta complejidad.
• En segundo lugar introduciremos el lenguaje de descripción hardware VHDL que utilizaremos más adelante para describir formalmente los circuitos.

Es importante entender que el objetivo que persigue esta introducción al VHDL no es el formar expertos capaces de modelizar y diseñar circuitos a partir de VHDL, cosa que obviamente requeriría mucho más tiempo y esfuerzo del que le dedicamos aquí, sino el de proporcionarte unos conocimientos básicos de este lenguaje que te permitan interpretar (entender) un código VHDL de complejidad media.

Name:Circuitos Secuenciales (I)

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TEMA 5: En este módulo comenzamos el estudio de los circuitos secuenciales, circuitos que tienen capacidad de memoria.
Lee el "Índice de las lecciones" para más información.
Para resolver los ejercicios de este módulo necesitarás utilizar VerilUOC_Desktop. Sobre dicha herramienta:
(1) recuerda que puedes consultar su funcionamiento general en el apartado "VerilUOC_Desktop" del módulo 3;
(2) esta semana necesitarás utilizar la herramienta VerilChart que explicamos en el "Vídeo 2 sobre el funcionamiento de VerilUOC_Desktop: Boolmin y VerilChart" del módulo 3; así que te recomendamos que repases (o visualices por primera vez si todavía no lo has hecho) esta parte.
(3) Finalmente, esta semana hemos introducido nuevos vídeos sobre el uso de VerilUOC_Desktop en la implementación de circuitos secuenciales que creemos que te pueden ser muy útiles.

Name:Circuitos Secuenciales (II)

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TEMA 6: Continuamos estudiando los circuitos secuenciales, centrándonos ahora en los registros, registros de desplazamiento, contadores y (una breve ojeada a las memorias. Como siempre, te recomendamos que leas el "Índice de las lecciones" para más información. La información sobre VerilUOC_Desktop la puedes encontrar en del módulo 3 (apartado "VerilUOC_Desktop), y en el módulo 6, (apartado "Los circuitos secuenciales en VerilUOC_Desktop" ).

Name:Máquinas de estados finitos

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TEMA 7: Este módulo tiene un doble objetivo:

• En primer lugar, se completa el estudio de los circuitos secuenciales viendo, a semejanza de lo que hicimos en la lección L3.4, cómo implementar estos circuitos a partir del algoritmo que describe su funcionamiento.
• En segundo lugar, definiremos formalmente las máquinas de estados finitos (MEFs) y veremos cómo modelarlas en VHDL.

Name:Implementación de sistemas digitales

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FELICIDADES, ¡has llegado al último módulo del curso!
En este módulo daremos unas pinceladas acerca de cómo se construyen hoy en día los sistemas digitales, desde los más pequeños hasta los sistemas que incluyen millones de puertas.
Con las limitaciones de este curso no nos será posible profundizar mucho en el tema, pero esperamos que lo que veas te guste y te motive para seguir aprendiendo.

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