ComputaçãoUFPel: Técnicas Digitais

Universidade Federal de Pelotas
Instituto de Física e Matemática
Departamento de Informática
Bacharelado em Ciência da Computação

Técnicas Digitais

Prof. José Luís Güntzel guntzel@ufpel.edu.br semestre 2006/2

Avisos

27/03/2007

Notas finais da disciplina disponíveis. Clique aqui para ver o quadro de notas

Boas Férias!

24/03/2007

Notas da verificação optativa disponíveis. Clique aqui para ver o quadro de notas

Exame na terça-feira, 27/3/2007, das 13:00 às 16:00, sala 101.

18/03/2007

Notas da 2^a verificação disponíveis! Clique aqui para o quadro geral de notas

Terça que vem (20/3/2007), no horário de aula (sala 101): entrega e correção da 2^a verificação.

13/03/2007

Clique aqui para o quadro geral de notas

05/02/2007

Enunciado da 5^a lista de exercícios disponível. Entrega em 22/02/2007, no início da aula.

Enunciado da 4^a lista de exercícios disponível. Entrega em 13/02/2007, no início da aula.

16/11/2006

Enunciado da 3^a lista de exercícios disponível (clique aqui) Entrega em 23/11/2006, para o monitor Marcelo Ferraz Corrêa, no horário da monitoria. Outras instruções na própria folha dos enunciados.

29/10/2006

Enunciado da 2^a lista de exercícios disponível (clique aqui) Entrega em 14/11/2006, no início da aula. Instruções na própria folha dos enunciados.

27/10/2006

Clique aqui para acessar o enunciado dos exercícios a serem entregues na próxima aula (terça-feira, 31/10/2006, no início da aula). Fazer a mão (exceto desenhos dos circuitos). Entregar em folhas de paper A4.

26/10/2006

Monitoria. Este semestre a disciplina terá um monitor. O nome dele é Marcelo Ferraz Corrêa. Clique aqui para ver os horários e locais de atendimento.

No xerox do Centro de Convivência do Campus Capão do Leão há uma pasta para esta disciplina (pasta número 213). Nela há uma cópia da apostila de Circuitos Digitais.

24/10/2006

Página no ar!

No cronograma da disciplina (tabela no final desta página) tu encontras os links para o material da disciplina.

Apostila de Técnicas Digitais em formato PDF disponível em http://www.ufpel.edu.br/~guntzel/isd/isd.html

Identificação da Disciplina

Disciplina	Técnicas Digitais
Código	750053	Carga Horária	4 horas-aula/semana
Pré-requisito	Introdução à Ciência da Computação (750022)
Semestre	2^o	Edição	2006/2
Horários	321-322 e 523-524
Professor	José Luís Güntzel guntzel@ufpel.edu.br
Página Web	www.ufpel.edu.br/~guntzel/TD/TD.html

Programa da Disciplina
1. Súmula

Introdução aos Sistemas Digitais. Tecnologia MOS: o Transistor MOS, Portas Lógicas. Álgebra Booleana e Circuitos Lógicos: funções, representações canônicas, minimização, mapeamento, comportamento dinâmico; Circuitos Combinacionais aritméticos e de interconexão. Circuitos Seqüenciais: latches e flip-flops, registradores e contadores. Blocos de Memórias. Análise de Máquinas Seqüenciais Síncronas: modelos de Mealy e Moore. Dispositivos Programáveis. Noções de VHDL.

2. Objetivos da disciplina

Abordar as questões práticas da implementação de blocos combinacionais que formam a parte operativa dos processadores: somadores, subtratores, seletores, decodificadores, deslocadores, comparadores. Examinar a origem das limitações físicas do desempenho dos circuitos digitais que constituem os processadores. Estudar os elementos de memória, sua construção e seu comportamento. Analisar e projetas máquinas seqüenciais simples.

3. Instrumentos e Critérios de Avaliação

Seguindo determinações do MEC, será exigida freqüência mínima de 75% (ou seja, 27 horas-aula).
Os instrumentos de avaliação a serem utilizados nesta disciplina serão duas verificações escritas (V1 e V2) e trabalhos práticos (realizados em classe ou extra-classe). O conceito será calculado usando a seguinte fórmula: 0.4*V1 + 0.4*V2 + 0.2*MT onde MT é a média das notas das listas de exercícios e demais trabalhos práticos.
O aluno que obtiver conceito igual ou superior a 7,0 (sete) será considerado aprovado. Caso contrário, o aluno terá direito a realizar uma verificação substitutiva (denominada optativa) versando sobre todo o conteúdo do semestre. É vedada aos estudantes já aprovados a realização da verificação optativa com objetivo de aumentar a média final.Após a realização da verificação optativa, o conceito do aluno é recalculado (seguindo a fórmula já apresentada), com a nota da optativa substituindo a menor das notas V1 e V2, independente de seu valor. As notas dos trabalhos não serão passíveis de recuperação. Após a optativa, o aluno que ainda não obtiver conceito igual ou superior a 7,0 (sete), porém tendo alcançado conceito igual ou superior a 3,0 (três), deverá se submeter ao exame. Por outro lado, o aluno que não alcançar conceito 3,0 (três) estará automaticamente reprovado. Uma vez realizado o exame, o conceito final será calculado por (conceito + exame)/2. Será considerado aprovado o aluno que obtiver conceito final igual ou superior a 5,0 (cinco).

4. Bibliografia

Livro-Texto
[1]    BROWN, Stephen; VRANESIC, Zvonko. Fundamentals of Digital Logic With VHDL Design. New York: McGraw Hill, 2004. (2a edição) (há 1 exemplar na biblioteca, com previsão de compra de mais 3 exemplares)

Bibliografia Complementar
[2]    DEWEY, Allen. Analysis and Design of Digital Systems with VHDL. Boston: International Thomson Publishing, 1997. (Há 4 exemplares na biblioteca.)
[3]    UYEMURA, John P. Sistemas Digitais - uma abordagem integrada. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2002.
[4]    MANO, Morris. Computer Engineering: hardware design. Ed. Pretince-Hall. 1988. (há 2 exemplares na biblioteca.)
[5]    GÜNTZEL, José Luís; NASCIMENTO, Francisco A. do. Introdução aos Sistemas Digitais. Apostila disponível em www.ufpel.edu.br/~guntzel/isd/isd.html, (versão 2001/1).
[5]    GAJSKI, Daniel D. Principles of Digital Design. Upper Saddle River: Prentice Hall, 1997.
[7]    TOCCI, Ronald J. Sistemas Digitais. Rio de Janeiro: Prentice Hall do Brasil, 1994.
[8]    ERCEGOVAC, Milos; LANG, Tomás; MORENO, Jaime H. Introdução aos Sistemas Digitais. Porto Alegre: Bookman, 2000.

5. Procedimentos Didáticos

Aulas expositivas com quadro. Trabalhos práticos em classe e extra-classe (inclusive com uso de programas de CAD de distribuição gratuita) e listas de exercícios

6. Atendimento aos Alunos

O professor José Luís Güntzel tem gabinete no terceiro andar do prédio do Instituto de Física e Matemática (sala 324). Atendimentos extra-classe deverão ser agendados com antecedência via e -mail (preferencialmente) ou pelo telefone 3275-7432.

7. Conteúdo Programático e Cronograma

aula	data	conteúdo	material
1	24/10	Apresentação da disciplina. 1. Introdução aos Sistemas Digitais. Variáveis analógicas e variáveis discretas. Conceito e exemplos de sistemas digitais. Componentes de um Sistema Digital. Visões do projeto e níveis de abstração.	transparências (PDF 1.3 MB)
2	26/10	2. Álgebra Booleana e Circuitos Lógicos. Funções lógicas e portas lógicas. Expressões lógicas: ordem de precedência dos operadores, avaliação e circuitos lógicos. Exercício.	transparências (PDF 412 KB)
3	31/10	Síntese de circuitos lógicos: somas de produtos (soma de mintermos) e produtos de somas (produto de maxtermos), representações canônicas. Circuitos lógicos de dois níveis e custos de implementação. Exercícios.	transparências (PDF 744 KB)
--	2/11	Feriado: Finados
4	7/11	Propriedades e teoremas da álgebra Booleana, simplificação e minimização algébrica.	transparências (PDF 594 KB)
5	9/11	Minimização com mapas de Karnaugh: funções de 3 variáveis. Cobertura para soma de produtos: circuitos e custos. Cobertura para produto de somas: circuitos e custos. Exercícios.	transparências (PDF 1.3 MB)
6	14/11	Minimização com mapas de Karnaugh: funções de 4 variáveis. Cobertura para soma de produtos: circuitos e custos. Exercícios.	transparências (PDF 337 KB)
7	16/11	Minimização com mapas de Karnaugh: funções de 4 variáveis. Cobertura para produto de somas: circuitos e custos. Exercícios. Funções Incompletamente Especificadas (exploração de don’t cares)	transparências (PDF 340 KB)
8	21/11	3. Implementação de circuitos lógicos. Noções sobre a tecnologia MOS. Transistores NMOS e PMOS: funcionamento simplificado. Estrutura de portas lógicas CMOS estáticas.	transparências (PDF 448 KB)
9	23/11	Comportamento dinâmico simplificado de portas lógicas CMOS estáticas: atraso de propagação, formas de onda e diagramas de tempo.	transparências (PDF 1.1 MB)
10	28/11	Mapeamento tecnológico de funções Booleanas.	transparências (PDF 405 KB)
11	30/11	Exercícios sobre atraso e mapeamento.
12	5/12	4. Circuitos combinacionais. Características, tipos e passos do projeto. Circuitos de Interconexão (seletores ou multiplexadores), Implementações CMOS.	transparências (PDF 342 KB)
13	7/12	Circuitos de Interconexão: decodificadores e codificadores.	transparências (PDF 360 KB)
14	12/12	Circuitos aritméticos: revisão da adição binária, o meio somador (half-adder) e o somador completo (full-adder). O somador binário ripple-carry.	transparências (PDF 437 KB)
15	14/12	Revisão para a 1^a verificação.
16	19/12	1^a Verificação
17	21/12	Correção da 1^a verificação.
	24/12 a 21/1	Recesso de Natal
18	23/1	Revisão de representação simultânea de números binários positivos e negativos. O somador para números com sinal e overflow. O somador-subtrator (para números binários em complemento de 2).	transparências (PDF 463 KB)
19	25/1	Implementações de somadores em tecnologia CMOS. Desempenho.
20	30/1	Arquiteturas de Somadores Rápidos.	transparências (PDF 617 KB)
21	1/2	Multiplicação Binária e o Circuito Multiplicador Matricial. O Deslocador. Projeto de uma ULA Completa.	transparências (PDF 641 KB) projeto de uma ULA (PDF 333 KB)
22	6/2	3. Implementação de circuitos digitais: componentes programáveis pelo usuário (ROM, PLA, PAL, CPLD, FPGA).	transparências (PDF 963 KB)
23	8/2	Noções da linguagem VHDL: descrição e simulação de um operador aritmético.	transparências (PDF 333 KB)
24	13/2	Noções da linguagem VHDL: descrição e simulação de seletores, decodificadores, codificadores e comparadores. Demonstração do uso da ferramenta Quartus II (provavelmente, em laboratório).	transparências (PDF 325 KB)
25	15/2	5. Circuitos Seqüenciais. Estrutura, funcionamento dinâmico e aplicações de latches SR, SR controlado e D. Exercícios.	transparências (PDF 874 KB)
26	20/2	Estrutura, funcionamento dinâmico e aplicações de flip-flops D mestre-escravo, D (disparado pela borda), JK e T. Exercícios.	transparências (PDF 841 KB)
27	22/2	Flip-flops com set e reset assíncronos. Exercícios.
28	27/2	Estrutura, funcionamento dinâmico e aplicações de registradores de armazenamento e registradores-deslocadores.	transparências (PDF 689 KB)
29	1/3	Estrutura, funcionamento dinâmico e aplicações de registradores-contadores.
30	6/3	Análise e projeto de máquinas de estados finitos (FSM): modelos de Mealy e Moore. Exercícios.	transparências (PDF 523 KB)
31	8/3	Noções da linguagem VHDL: descrição e simulação de latches, flip-flops, registradores e de uma máquina de estados finitos.	transparências (PDF 469 KB)
32	13/3	Revisão para a 2^a Verificação.
33	15/3	2^a verificação
34	20/3	Correção da 2^a Verificação e Revisão para a Verificação Optativa.
--	22/3	Verificação optativa
-	27/3	----
-	29/3	Exame

Links Úteis e Links Interessantes

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