EEL7020 – Sistemas Digitais
Semestre 2011/2
Curso: Engenharia Eletrica
Turmas: 2202ABCDE, 2220ABC, 8213AC
Codigo da disciplina: EEL7020
Carga horaria: 60 horas-aula
Numero de creditos: 4
Nome do professor: Eduardo Augusto Bezerra
Horario das aulas:
- 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
Conceitos introdutorios; codigos e sistemas de numeros; portas logicas e algebra booleana; circuitos logicos combinacionais; flip-flop e dispositivos relacionados; aritmetica digital: operacıes e circuitos; contadores e registradores; familias logicas; circuitos logicos MSI; memorias; dispositivos logicos programaveis.
Objetivos
O cumprimento da disciplina busca dar ao aluno, ao final do semestre, condicıes de:
- Aprender conceitos relacionados a sistemas numericos, algebra de chaves e fundamentos da area de sistemas digitais.
- Desenvolver a capacidade de analise de sistemas digitais de complexidade baixa ou media.
- Entender metodologias de sintese de sistemas digitais de complexidade baixa ou media.
- Projetar sistemas digitais de baixa complexidade em nivel de RTL.
- Projetar sistemas digitais usando linguagens de descricao de hardware.
- Compreender o fluxo de ferramentas de auxilio ao projeto de sistemas digitais (simuladores, minimizadores, entre outros).
- Conhecer dispositivos logicos reconfiguraveis (FPGA, CPLD).
Metodologia
- O conteudo programatico sera desenvolvido por meio de aulas expositivas com auxilio de recursos multimidia.
- Aulas teoricas, expositivas, com slides preparados a partir dos livros texto da disciplina
- Exercicios teoricos a serem resolvidos em aula e extra-classe pelos alunos
- Aulas praticas, em laboratorio, onde os alunos seguirao tutoriais fornecidos pelo professor com instrucıes para utilizacao de ferramentas e placas de desenvolvimento
- Ao final de cada aula pratica os alunos deverao preparar um relatorio descrevendo as atividades realizadas e os resultados observados/obtidos
- O material a ser utilizado nas aulas praticas e slides das aulas teoricas podem ser encontrados na pagina da disciplina
- Os alunos serao informados sobre ferramentas de simulacao e sobre linguagem de descricao de hardware a partir da plataforma Moodle e da pagina da disciplina, onde tambem serao eventualmente adicionados exercicios extra-classe para complementar a formacao.
- Ao longo do curso, far-se-a uso eventual de HDLs para descrever os circuitos e sistemas digitais apresentados.
- Atendimento aos alunos em horario extra-classe visando esclarecer duvidas pontuais e individuais
- Auxilio de monitor para esclarecer duvidas
Avaliacao
- Duas provas teoricas sobre o conteudo da disciplina. A media aritmetica destas notas e a media da teoria (MT).
- A media do laboratorio (ML) e a media aritmetica dos trabalhos praticos desenvolvidos durante o semestre.
- A media geral do semestre (MS) e a media aritmetica: MS = (MT + ML) / 2 arredondada para o meio ponto mais proximo (meio ponto superior, nos casos das fracıes ,25 e ,75).
- Condicıes para a aprovacao:
- Sem avaliacao final: freq¸Íncia > 75% e MS >= 6,0
- Com avaliacao final: freq¸Íncia > 75%, 3,0 <= MS <= 5,5 e (MS + R) / 2 >= 6,0 onde R e a nota da avaliacao final
- Media final:
- sem avaliacao final: MS
- com avaliacao final: (MS + R) / 2
Bibliografia
- Livro texto:
- [Vah07] Frank Vahid, “Digital Design“, 1st ed., Wiley, 2007.
- [Vah08] Frank Vahid, “Sistemas Digitais: projeto, otimizacao e HDLs“, 1a ed., Porto Alegre: Bookman, 2008 ISBN 978-85-7780-190-9 (necessaria). link para 2a edicao 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
- Horario 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
Horario de atendimento aos alunos
- Horarios disponiveis:
Ferramentas e Materiais
- Slides do livro texto (Frank Vahid): pagina do autor e copia local
- Exercicios do livro texto: exercicios para fixacao dos conteudos
- Apostila de sistemas digitais do Prof. Guntzel do INE/UFSC: http://www.inf.ufsc.br/~guntzel/isd/isd.html
- Slides da disciplina de tecnicas digitais do Prof. G¸ntzel do INE/UFSC: Pagina na UFPEL e versao local
- Software utilizado nas aulas praticas – “Quartus II Web Edition” da Altera. Para obter o software:
- Entrar no site da empresa Altera http://www.altera.com
- Entrar no “Download Center“, localizado no canto superior direito da pagina
- Na barra vertical do lado esquerdo, localizar o menu Archives e entrar no All Design Software
- Na tabela, coluna “Quartus II Web Edition”, selecionar “9.1 SP2“
- Realizar o download da Versao 9.1 SP2 para Windows ou Linux. Essa e a versao em utilizacao nas aulas de laboratorio. (link para copia local)
- Ferramenta para ensino de sistemas digitais da UFRGS:
- Karma – conjunto de ferramentas de sintese logica incluindo mapas de Karnaugh, gerador de funcıes, …
- Artigo descrevendo o ambiente Karma.
- Material sobre VHDL:
Trabalho pratico
- Especificacao do Trabalho Final: “Projeto, implementacao e simulacao em VHDL/FPGA de um circuito para o calculo do consumo instant‚neo de combustivel em um veiculo“
- Data da entrega da documentacao e do VHDL: 25/11/2011 – link para entrega disponivel no Moodle, no final da programacao das aulas
- Datas das apresentacıes: 28/11/2011 a 02/12/2011 – link para reserva de horario para apresentacao
Organizacao das aulas de laboratorioAula Data – Hora Turma Conteudo Lab 1 15/08 – 08:20 16/08 – 10:10
17/08 – 13:30
19/08 – 08:20
19/08 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 1 – Fluxo Quartus II – Esquematico Lab 2 22/08 – 08:20 23/08 – 10:10
24/08 – 13:30
26/08 – 08:20
26/08 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 2 – Fluxo Quartus II – VHDL Lab 3 29/08 – 08:20 30/08 – 10:10
31/08 – 13:30
02/09 – 08:20
02/09 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 3 – Chaves, Luzes (I/O) 05/09 – 08:20 06/09 – 10:10
07/09 – 13:30
09/09 – 08:20
09/09 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Dia 07/09, feriado. Nas demais aulas revisao dos labs anteriores.
Lab 4 12/09 – 08:20 13/09 – 10:10
14/09 – 13:30
16/09 – 08:20
16/09 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 4 – Circuitos Combinacionais: multiplexadores
Lab 5 19/09 – 08:20 20/09 – 10:10
21/09 – 13:30
23/09 – 08:20
23/09 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 5 – Circuitos Combinacionais: codificadores e conversores de codigo
Lab 6 26/09 – 08:20 27/09 – 10:10
28/09 – 13:30
30/09 – 08:20
30/09 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 6 – Circuitos Combinacionais: somadores e subtratores
Lab 7 03/10 – 08:20 04/10 – 10:10
05/10 – 13:30
07/10 – 08:20
07/10 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 7 – Circuitos Sequenciais: processos, latches, flip-flops
10/10 – 08:20 11/10 – 10:10
12/10 – 13:30
14/10 – 08:20
14/10 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Dia 12/10, feriado. Nas demais aulas, Lab 8 – Circuitos Sequenciais:
processos, registradores
Lab 8 17/10 – 08:20 18/10 – 10:10
19/10 – 13:30
21/10 – 08:20
21/10 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Dia 19/10, Lab 8 – Circuitos Sequenciais: processos, registradores
Nas demais aulas, revisao dos labs anteriores.
Lab 9 24/10 – 08:20 25/10 – 10:10
26/10 – 13:30
28/10 – 08:20
28/10 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Dia 28/10, feriado. Nas demais aulas: Lab 9 – Circuitos Sequenciais:
sintese de maquinas de estado (FSM) – contadores
31/10 – 08:20 01/11 – 10:10
02/11 – 13:30
04/11 – 08:20
04/11 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Dia 02/11, feriado. Dia 04/11, Lab 9 – Circuitos Sequenciais:
sintese de maquinas de estado (FSM) – contadores
Nas demais aulas: revisao dos labs anteriores.
Lab 10 07/11 – 08:20 08/11 – 10:10
09/11 – 13:30
11/11 – 08:20
11/11 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Lab 10 – Circuitos Sequenciais: sintese de maquinas de estado (FSM) – controladores
14/11 – 08:20 15/11 – 10:10
16/11 – 13:30
18/11 – 08:20
18/11 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Dias 14/11 e 15/11, feriado. Nas demais aulas, desenvolvimento do trabalho final.
21/11 – 08:20 22/11 – 10:10
23/11 – 13:30
25/11 – 08:20
25/11 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Desenvolvimento do trabalho final. Dia 25/11 – entrega da documentacao e VHDL no Moodle.
Avaliacao final 28/11 – 08:20 29/11 – 10:10
30/11 – 13:30
02/12 – 08:20
02/12 – 13:30
2220A/2202E 2202B/8213A
2202A/2220C
2220B/2202C
8213C/2202D
Semana de apresentacao do trabalho final