EEL7020 - Sistemas Digitais

Semestre 2011/2

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• Seg 08:20-10:00 - Lab - Turmas 2220A e 2202E - Prof. Joni Fraga
• Ter 10:10-11:50 - Lab - Turmas 2202B e 8213A - Prof. Eduardo Bezerra
• Ter 13:30-15:10 - Teoria - Turmas 2202ABCDE - Prof. Djones Lettnin
• Qua 13:30-15:10 - Lab - Turmas 2202A e 2220C - Prof. Eduardo Bezerra
• Qui 08:20-10:00 - Teoria - Turmas 2220ABC e 8213AC - Prof. Joni Fraga
• Sex 08:20-10:00 - Lab - Turmas 2220B e 2202C - Prof. Eduardo Bezerra
• Sex 13:30-15:10 - Lab - Turmas 8213C e 2202D - Prof. Eduardo Bezerra

Ementa

Objetivos

• Aprender conceitos relacionados a sistemas numéricos, álgebra de chaves e fundamentos da área de sistemas digitais.
• Desenvolver a capacidade de análise de sistemas digitais de complexidade baixa ou média.
• Entender metodologias de síntese de sistemas digitais de complexidade baixa ou média.
• Projetar sistemas digitais de baixa complexidade em nível de RTL.
• Projetar sistemas digitais usando linguagens de descrição de hardware.
• Compreender o fluxo de ferramentas de auxílio ao projeto de sistemas digitais (simuladores, minimizadores, entre outros).
• Conhecer 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 aritmética: MS = (MT + ML) / 2 arredondada para o meio ponto mais próximo (meio ponto superior, nos casos das frações ,25 e ,75).
• Condições para a aprovação:
  • Sem avaliação final: freqüência > 75% e MS >= 6,0
  • Com avaliação final: freqüência > 75%, 3,0 <= MS <= 5,5 e (MS + R) / 2 >= 6,0 onde R é a nota da avaliação final
• Média final:
  • sem avaliação final: MS
  • com avaliação final: (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: Vanderlei Cardoso - email: vandeco.cardoso AT hotmail.com
• Horário do monitor:
  • Seg 16:20-18:00
  • Ter 18:30-22:00
  • Qua 10:10-11:50
  • Qui 18:30-22:00
• Equipe de apoio (alunos de mestrado):
  • Cladio Martins - email: martins.cladio AT gmail com
  • Frederico Ferlini - email: fferlini AT gmail com
  • Paulo Villa - email: prcvilla AT gmail com

Horário de atendimento aos alunos

• Horários disponíveis:
  • Segunda 10:00-13:00
  • Quarta 08:00-13:00
  • 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, implementação e simulação em VHDL/FPGA de um circuito para o cálculo do consumo instantâneo de combustível em um veículo"
• Data da entrega da documentação e do VHDL: 25/11/2011 - link para entrega disponível no Moodle, no final da programação das aulas
• Datas das apresentações: 28/11/2011 a 02/12/2011 - link para reserva de horário para apresentação

Organização das aulas de laboratório