EEL7020 - Sistemas Digitais

Semestre 2010/2

• Seg 08:20-10:00 - Lab - Turmas 2220A e 2202E
• Ter 10:10-11:50 - Lab - Turmas 2202B e 8213A
• Ter 13:30-15:10 - Teoria - Turmas 2202ABCDE
• Qua 13:30-15:10 - Lab - Turmas 2202A e 2220C
• Sex 08:20-10:00 - Lab - Turmas 2220B e 2202C
• Sex 13:30-15:10 - Lab - Turmas 8213C e 2202D

Ementa

Objetivo Geral

Objetivos Específicos

• Apresentar fundamentação teórica (sistemas numéricos, álgebra de chaves, etc.)
• Desenvolver a capacidade de análise de sistemas digitais de complexidade baixa ou média
• Apresentar metodologias de síntese de sistemas digitais de complexidade baixa ou média
• Familiarizar o aluno com a descrição de sistemas digitais de baixa complexidade em nível de RTL
• Informar sobre metodologias de descrição de sistemas digitais usando linguagens de descrição de hardware
• Informar sobre ferramentas de auxílio ao projeto de sistemas digitais (simuladores, minimizadores, etc.)
• Informar sobre dispositivos lógicos reconfiguráveis (FPGA, CPLD)

Metodologia

• O conteúdo programático será desenvolvido por meio de aulas expositivas com auxílio de recursos multimídia.
• Aulas teóricas, expositivas, com slides preparados a partir dos livros texto da disciplina
• Exercícios teóricos a serem resolvidos em aula e extra-classe pelos alunos
• Aulas práticas, em laboratório, onde os alunos seguirão tutoriais fornecidos pelo professor com instruções para utilização de ferramentas e placas de desenvolvimento
• Ao final de cada aula prática os alunos deverão preparar um relatório descrevendo as atividades realizadas e os resultados observados/obtidos
• O material a ser utilizado nas aulas práticas e slides das aulas teóricas podem ser encontrados na página da disciplina
• Os alunos serão informados sobre ferramentas de simulação e sobre linguagem de descrição de hardware a partir da plataforma Moodle e da página da disciplina, onde também serão eventualmente adicionados exercícios extra-classe para complementar a formação.
• Ao longo do curso, far-se-á uso eventual de HDLs para descrever os circuitos e sistemas digitais apresentados.
• Atendimento aos alunos em horário extra-classe visando esclarecer dúvidas pontuais e individuais
• Auxílio de monitor para esclarecer dúvidas

Avaliação

• Duas provas teóricas sobre o conteúdo da disciplina. A média aritmética destas notas é a média da teoria (MT).
• A média do laboratório (ML) é a média aritmética dos trabalhos práticos desenvolvidos durante o semestre.
• A média geral do semestre (MS) é a média geométrica: MS = sqrt(MT x ML) arredondada para o meio ponto mais próximo (meio ponto superior, nos casos das frações ,25 e ,75).
• Condições para a aprovação:
  • Sem exame de recuperação: freqüência > 75% e MS >= 6,0
  • Com exame de recuperação: freqüência > 75%, 3,0 <= MS <= 5,5 e (MS + R) / 2 >= 6,0 onde R é a nota da prova de recuperação
• Média final:
  • sem exame de recuperação: MS
  • com exame de recuperação: (MS + R) / 2

Bibliografia

• Livro texto:
  • [Vah07] Frank Vahid, "Digital Design", 1st ed., Wiley, 2007.
  • [Vah08] Frank Vahid, "Sistemas Digitais: projeto, otimização e HDLs", 1a ed., Porto Alegre: Bookman, 2008 ISBN 978-85-7780-190-9 (necessária). link para 2a edição on-line
• Bibliografia complementar:
  • [Kat05] Randy Katz, Gaetano Borrielo, "Contemporary Logic Design"”, 2nd ed., Prentice Hall, 2005.
  • [Uye02] John P. Uyemura, "Sistemas digitais: Uma abordagem integrada", Thomson, 2002.
  • [Wak05] John F. Wakerly, "Digital design: Principles and practices", Prentice Hall, 2005.
  • [Vah07a] Frank Vahid, Roman Lysecky, "Verilog for Digital Design", 1st ed., Wiley, 2007.

Monitoria

• Monitor: Gabriel Landeira
• Horário do monitor:
  • Segunda e Quarta 18:30-20:10 (sala dos monitores)
  • Terça 15:10-16:50 (lab. de sistemas digitais - sala de aula prática)
  • Quinta e Sexta 10:10-11:50 (lab. de sistemas digitais - sala de aula prática)

Horário de atendimento aos alunos

• Horários disponíveis:
  • Segunda 10:00-13:00
  • Terça 08:00-10:00
  • Quinta 08:00-10:00
  • Verificar a agenda semanal para outros horários:

Ferramentas e Materiais

• Slides do livro texto (Frank Vahid): página do autor e cópia local
• Exercícios do livro texto: exercícios para fixação dos conteúdos
• Apostila de sistemas digitais do Prof. Güntzel do INE/UFSC: http://www.inf.ufsc.br/~guntzel/isd/isd.html
• Slides da disciplina de técnicas digitais do Prof. Güntzel do INE/UFSC: Página na UFPEL e versão local
• Software utilizado nas aulas práticas - "Quartus II Web Edition" da Altera. Para obter o software:
  1. Entrar no site da empresa Altera http://www.altera.com
  2. Entrar no "Download Center", localizado no canto superior direito da página
  3. Na barra vertical do lado esquerdo, localizar o menu Archives e entrar no All Design Software
  4. Na tabela, coluna "Quartus II Web Edition", selecionar "9.1 SP2"
  5. Realizar o download da Versao 9.1 SP2 para Windows ou Linux. Essa é a versão em utilização nas aulas de laboratório. (link para cópia local)
• Ferramenta para ensino de sistemas digitais da UFRGS:
  • Karma - conjunto de ferramentas de síntese lógica incluindo mapas de Karnaugh, gerador de funções, ...
  • Artigo descrevendo o ambiente Karma.
• Material sobre VHDL:
  • Exemplos de código
  • Tutorial
  • Cookbook (link para cópia local)
  • Slides do curso de introdução ao VHDL do Prof. Raimes Moraes

Trabalho prático

• Especificação do Trabalho Final: "Projeto e implementação em VHDL/FPGA de uma calculadora de pilha RPN"

Organização das aulas de laboratório

Organização das aulas teóricas