Instituto de Informática

Departamento de Informática Aplicada


Período Letivo: 2010/2

Professor Responsável: FERNANDO R. NASCIMENTO

Disciplina: TÉCNICAS DIGITAIS PARA COMPUTAÇÃO

Sigla: INF01118 - Créditos: 6 Carga Horária: 90

Súmula: Revisão de aritmética binária inteira e real. Famílias lógicas - construção e características elétricas. Álgebra e funções booleanas. Máquinas combinacionais: análise e síntese; blocos operadores principais; arranjos lógicos programáveis (ROM, PAL, PLA); métodos de implementação e otimização. Máquinas seqüenciais: flip-flops, registradores; organização de RAM's; análise e síntese de FSM; contadores. Máquinas seqüenciais complexas: alternativas de implementação.

Currículos

Currículos

Etapa Aconselhada

Natureza

Bacharelado em Ciência da Computação - Ênf. Sistemas Digitais

3

Obrigatória

Bacharelado em Ciência da Computação - Ênf. Software Aplic.

3

Obrigatória

Bacharelado em Ciência da Computação - Ênf. Software Basico

3

Obrigatória

Bacharelado em Ciência da Computação - Ênf.: Engenharia da Computação

3

Obrigatória

Bacharelado em Ciência da Computação - Ênf. Ciência da Computação

3

Obrigatória


Objetivos: O aluno deverá adquirir conhecimento que o tornará apto a analisar, projetar e implementar circuitos digitais combinacionais e seqüenciais simples. Estes circuitos são vistos tanto no nível de portas lógicas quanto no nível de redes de chaves.

O aprendizado dos princípios básicos de eletrônica e de análise de circuitos é integrante da disciplina. Este aprendizado é feito de modo a relacionar os valores Booleanos de circuitos digitais com as grandezas elétricas usadas na prática para representá-los.



Conteúdo Programático

Semana

Título

Conteúdo

1

Introdução

1. Introdução (2h teóricas)
1.1 Sistemas e computadores digitais. Evolução do hardware e integração (SSI, MSI , VLSI, ULSI) em circuitos integrados digitais.
1.2 Revisão de funções lógicas e formas de representação (tabela verdade, equação, símbolo, formas de onda, BDD,...)
1.3 Posicionamento da disciplina dentro do currículo.

1 a 4

Eletrônica Digital

Básica

2. Eletrônica digital básica (14h teóricas, 12h práticas)
2.1 Conceitos básicos de circuitos elétricos. Grandezas elétricas. Fontes. Análise I-V. Parâmetros R, L e C. Circuitos RC. Resposta no domínio tempo.
2.2 Construção elétrica de portas lógicas básicas em tecnologia CMOS. Lógica de chaves. Transistores como chaves.
2.3 Níveis de tensão, fan-in e fan-out, desempenho, potência, evolução.

5 a 7

Álgebra e

funções Booleanas

3. Álgebra e Funções Booleanas. Portas Lógicas (10h teóricas, 4h práticas)
3.1 Álgebra booleana. Operações lógicas e implementação de operadores com portas.
3.2 Funções booleanas. Relações de De Morgan. Tabelas-verdade. Análise. Formas canônicas de funções: SDP, PDS, mintermos e maxtermos. Álgebra de funções.
3.3 Minimização de operações. Mapas de Karnaugh. Implicantes primos.
3.4 Síntese de funções via portas NAND e NOR. Lógica bi- e multi-nível.
3.5 Técnica de análise de blocos combinacionais.

7 a 9

Máquinas

Combinacionais

4. Máquinas Combinacionais (8h teóricas, 6h práticas)
4.1 Blocos lógicos operadores: Somadores completos. Somadores tipo "ripple" e vai-um antecipado. Subtratores. Comparadores. Unidades multifuncionais (ULA).
4.2 Funções operativas: decodificadores, codificadores e multiplexadores. Implementação de lógica com MUX.
4.3 Memórias ROM. Tipos de decodificadores. Endereçamento e associação.
4.4 Lógica programável. Implementação de funções via ROM. Arranjos PAL, PLA e FPGA. Aplicações.

10 a 15

Máquinas

Seqüenciais

5. Máquinas Seqüenciais (20h teóricas, 8h práticas)
5.1 Introdução. Estado. Dimensão tempo / memória / sincronização. Máquinas síncronas e assíncronas. Exemplos.
5.2 Latches e flip-Flops S-R, J-K, T, D. Flip-flops mestre-escravo e sensíveis à borda.
5.3 Análise de circuitos lógicos seqüenciais. Representação por FSM.
5.4 Síntese de FSM. Tabelas de Excitação. Equações de Estado.
5.5 Elementos de memória. Registradores. RAM. Registradores deslocadores.
5.6 Contadores síncronos.
5.7 Operações seriais. Conversão serial/paralela.



Metodologia: A disciplina será desenvolvida através de aulas expositivas e experimentos práticos em laboratório. Ao longo da disciplina serão distribuídas listas de exercícios, sem entrega obrigatória. Os experimentos práticos serão documentados e avaliados através de relatórios, assim como resultados obtidos e participação no laboratório.

  • Carga Horária Teórica: 60 horas

  • Carga Horária Prática: 30 horas

  • Leitura da bibliografia recomendada.

  • Elaboração de relatórios das atividades de laboratório.


Critérios de Avaliação A Avaliação Final será feita por média harmônica, das partes teórica e prática:

MF = 1 / (0,66/NT + 0,33/NP), onde

NT é o conceito final da parte teórica

NP é o conceito final da parte prática

A Nota das Aulas Práticas (NP) são baseadas exclusivamente em função das avaliações dos relatórios produzidos ao longo do semestre.


- Avaliação da Parte Teórica

A nota final da parte teórica (NT) por sua vez corresponde a média harmônica de três avaliações (P1 – P3):

NT = 3 / (1/P1 + 1/P2 + 1/P3 )


O conceito final obedece aos seguintes critérios:

- A [9,2; 10,0]; B [7,7; 8,8]; C[6,0; 7,3]; D[0,0; 6,0) e FF (<75% de frequência) e

- O conceito final para as médias não cobertas acima será definido segundo critérios de participação nas aulas teóricas e práticas, frequência, e avaliações individuais.


- Avaliação da Parte Prática


São 15 aulas práticas, sendo que 14 aulas podem gerar relatórios (a primeira aula não gera relatório). Os relatórios são feitos pelo as alunos à partir dos dados coletados em aula prática e das demais tarefas solicitadas. A nota das aulas prática será calculada pela média aritmética dos 11 melhores relatórios. No entanto as aulas estão divididas em três módulos: um correspondente à eletricidade, transistores e portas lógicas; um correspondente a lógica combinacional e outro referente a lógica seqüencial. Em cada uma das partes, até um relatório poderá ser descartado (o que tiver menor nota), sendo considerado os restantes para efeito de notas.


Nas aulas praticas os alunos enviam ao fim de cada aula, por e-mail ao professor, todos os arquivos elaborados durante a aula, assim como as imagens no formato JPG. Assim o trabalho feito em aula será avaliado e fará parte da nota (30% da nota). O relatório impresso entregue corresponde ao restante da nota (70% da nota).


Obs. 1: Os relatórios deverão ser entregues sempre na próxima aula pratica. Relatórios com atraso após esta data serão desconsiderados. Os relatórios já corrigidos são devolvidos na aula posterior.

Obs. 2 : Os relatórios só são considerados para os alunos que efetivamente participaram da aula pratica, efetuando todas as tarefas solicitadas. Ao final da aula cada aluno/dupla deve conversar com o professor sobre as tarefas efetuadas.


Atividades de Recuperação Previstas Havendo necessidade ou por interesse do aluno, a nota teórica (NT) poderá ser substituída pela nota da Avaliação de Recuperação, que incluirá todo o conteúdo da disciplina. Neste caso o aluno fica restrito ao conceito C, não podendo ficar com o conceito B ou A.


O aluno poderá também optar pela recuperação de uma área apenas (P1, P2 ou P3). Neste caso o aluno pode ficar com conceito A, B, C ou D, sendo que apenas a nota de uma prova é substituída pela recuperação parcial.





Básica Essencial

Ercegovac, Milos D.; Lang, Tomas; Moreno, Jaime H.; Laschuk, Anatolio - Introdução aos Sistemas Digitais - Editora Bookman (ISBN: 8573076984)

Vranesic, Zvonko G. - Fundamentals of digital logic with vhdl design - Editora McGraw-Hill Professional (ISBN: 9780072499384)

Wagner, F.R., Reis, A.I. e Ribas, R.P. - Fundamentos de Circuitos Digitais - Editora Bookman/Artmed (ISBN: 9788577803453)


Básica

Floyd, Thomas L. - Sistemas digitais :fundamentos e aplicações - Editora Bookman (ISBN: 9788560031931)

Gajski, Daniel D. - Principles of digital design - Editora Prentice Hall (ISBN: 0133011445)

Gussow, Milton; Costa, Aracy Mendes da; Laschuk, Anatolio - Eletricidade básica - Editora Makron Books (ISBN: 8534606129; 9788534606127)

Harris, David F. - Skew-Tolerant Circuit Design - Editora Academic Press (ISBN: 155860636X)

O'Malley, John - Análise de circuitos - Editora Makron Books (ISBN: 8534601194)

Rabaey, Jan M.; Chandrakasan, Anantha; Nikolic, Borivoje - Digital integrated circuits :a design perspective - Editora Prentice Hall (ISBN: 0130909963)

Wakerly, John F. - Digital design :principles and practices - Editora Pearson Prentice Hall (ISBN: 0131863894)


Complementar

Sem bibliografias acrescentadas

Outras Referências

Não existem outras referências para este plano de ensino.


Observações Nenhuma observação incluída.