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Circuitos Electrónicos Digitales

 

Algunas sugerencias para las prácticas de HW

 

 
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Gárgola de la Torre del Reloj del New College, Oxford. Se cree que simboliza
el sufrimiento de las/los estudiantes en los laboratorios de hardware.

 

Realizar un montaje de hardware en el Laboratorio se asemeja a escribir un programa. Sólo que, en vez de combinar funciones, se combinan puertas lógicas. Y, en vez de usar variables y parámetros, se realizan interconexiones con cables. Sin embargo, existe una diferencia fundamental: cuando se comete un error, es prácticamente imposible corregirlo en el tiempo asignado a la práctica. En ese sentido, considere que montar un circuito es similar a escribir un programa que podrá compilar una única vez.  Evitar errores en el montaje es siempre difícil. Sin embargo, pueden reducirse si se siguen las siguientes 100010 reglas:

1. Llegue al Laboratorio con un "plano de fabricación" de lo que quiere montar. En él deben figurar los integrados a utilizar y la interconexión entre patas. Cada pata debe incluir el correspondiente número que tiene en el encapsulado.


2. Trate de no perder el valioso tiempo asignado a la práctica. Llegue puntualmente al Laboratorio, con el tema teórico correspondiente aprendido.


3. No desprecie la estética. Planos con circuitos alineados, agrupados por funcionalidad y mostrando la regularidad del diseño, serán más fáciles de depurar que esquemáticos tipo plato-de-espaguetti.


4. Una simulación previa de su circuito será de gran utilidad.


5. El plano de fabricación se puede reemplazar ventajosamente por una netlist. Una netlist es un fichero de texto donde se indican las conexiones. Por ejemplo: pata 4 del IC 3 con pata 7 del IC 2, etc. Los programas de diseño (ejemplo: OrCAD) la generan automáticamente. IC: Integrated Circuit


6. Tenga a mano una copia de todas las hojas de los circuitos integrados a utilizar. Las puede hallar en la página del Laboratorio, en 
http://focus.ti.com/docs/logic/logichomepage.jhtml o simplemente poniendo en Google el número de integrado (ej: 74HC163)


7. Ninguna entrada de ningún circuito debería quedar sin conectar. Las que Ud. no utilice las deberá poner a Vcc o GND, de acuerdo con la hoja del circuito integrado.


8. No se olvide de poner pull-ups donde corresponda. Pull-up: Resistencia entre Vcc y una entrada. Se usa habitualmente para conectar interruptores. No hacen falta en los entrenadores del Lab 7 de la EPS.


9. Ninguna salida de un circuito puede ir a Vcc o GND.


10. Lea de nuevo el punto anterior: es muy importante.


11. Utilice cables de diferentes colores.


12. Cuatro ojos ven mejor que dos. Trabaje en equipo. Uno de los dos puede ir marcando en el plano los cables ya conectados.


13. Disponga los circuitos sobre la placa de modo que reflejen el flujo de datos de su diseño.


14. Conecte primero todas las Vcc y todas las GND. Continúe por las señales de control: reloj, reset, set, enable, etc. Finalmente, conecte las señales de datos.


15. Toque periódicamente con el dedo las carcasas de los circuitos. Si alguna quema (T>60 grados) seguro que hay problemas. Desconecte Vcc inmediatamente.


16. Separe los circuitos por bloques funcionales. Prevea una estrategia para probar cada bloque por separado antes de continuar con el montaje.


17. Disponer de una placa protoboard propia y realizar parte del montaje en casa puede evitarle errores. Un polímetro de bajo coste también puede serle de gran utilidad.


18. No se olvide que dispone de un potente osciloscopio en el puesto de laboratorio. Puede utilizarlo para ver 1s y 0s.


19. Durante el debugging, un cable con una resistencia y un LED pueden servirle para verificar niveles lógicos. También puede utilizar los LEDs de los entrenadores, que pueden conectarse directamente (debajo del panel del entrenador hay un driver que entrega la corriente necesaria al LED).


20. A veces, si el circuito integrado está quemado, se lo puede reemplazar simplemente montando un circuito similar encima de manera que las patas homólogas queden en contacto. El método, conocido como piggy-backing, funcionará si las patas internas del circuito (pads) han quedado abiertas (unbounded).


21. Si el circuito no funciona, verifique primero todas las líneas de Vcc y GND y luego las señales de control.


22. Si el circuito funciona erráticamente, trate de analizar la salida para descubrir pistas. Por ejemplo, si un sumador da resultados impares incorrectos, probablemente tiene una mala conexión en el bit-0 del resultado.


23. Si levanta la protoboard unos 20 centímetros de la mesa y el circuito comienza a funcionar súbitamente, su placa tiene problemas de falsos contactos o patas de control sin conectar.


24. No sea supersticioso. Los circuitos montados cuidadosamente funcionan casi siempre.


25. Para alimentar los circuitos en casa le puede valer un cargador de teléfono móvil de hasta 6 v.
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26. No olvide traer al laboratorio su alicate de corte para pelar cables.

 

27. Ni se le ocurra pelar los cables con los dientes. Es una forma segura de perder el esmalte.

 

28. Lea de nuevo lo anterior y haga caso.


29. Utilice un proyecto para cada simulación en ISE. Las herramientas EDA (Eletronic Design Automation) son complejas y  están plagadas de bugs.  Los usuarios suelen ser los probadores de las mismas. Si detecta problemas, cierre el ISE y vuelva a arrancarlo antes de comenzar la nueva captura-simulación. Si su curso coincide con un cambio de versión de la herramienta, no olvide traer su pata de conejo de la buena suerte a cada sesión de laboratorio.

 

30. Cuidado al pelar los cables unifilares. Hacer involuntariamente una pequeña marca con el alicate en el hilo metálico mientras se pela (apartar el aislante plástico del extremo)  termina por cortarlo cuando se usa repetitivamente.

 

31. Realice un montaje orientado a maintainability. Es decir, organizar los componentes para que sea sencillo realizar una reparación. Por ejemplo, no pase cables por encima de un chip, pues no le permitirán acceder al mismo para reemplazarlo. Deje espacio entre chips para los dedos.

 

32. Si el circuito es secuencial, no se olvide de "resetearlo" inicialmente. La placa entrenadora provee para ello dos  interruptores con antirrebote (debounce).


33. No se pase con la Informática: una resistencia de 1 K ohm no equivale a 1024 ohms.


34. Finalmente, recuerde lo que dice el Prof. Wakerly: "Si hacer un circuito no fuese duro, no se le llamaría hardware".

 

 

EIB, 2016

 

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