Eletrónica Rápida

Conhecimentos de Base Recomendados

Eletrónica (analógica e digital); programação; sistemas digitais.

Métodos de Ensino

Apresentação dos diferentes temas em aulas de cariz teórico-prático, sempre que possível seguidas da realização prática, por parte dos alunos, dos conceitos e técnicas aprendidas. A aprendizagem será complementada por um trabalho de síntese sobre um tema da preferência do aluno. Os alunos deverão também realizar um projeto de sistema digital a implementar em FPGA.

Resultados de Aprendizagem

Compreensão dos diferentes factores analógicos necessários ao funcionamento de sistemas digitais a operar a frequências muito elevadas (da ordem do GHz). Cuidados a ter na implementação de sistemas digitais em circuito impresso.
Uso da linguagem VHDL para o desenvolvimento de sistemas digitais complexos. Projecto orientado para a síntese. Simulação de circuitos. Técnicas de interface de sinais em série (gigabit por segundo).
Capacidade de projetar, de forma integrada, sistemas digitais complexos multicomponente, e de especificar a sua integração em circuito impresso.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Aspetos analógicos de circuitos digitais rápidos.
Redes de parâmetros distribuídos. Resposta em frequência e tempo de subida do sinal.
Características das portas lógicas rápidas. Potência, velocidade, encapsulamento.
Linhas de transmissão. Os diferentes tipos de terminações.
Pistas em PCB. Organização em camadas. Vias.
Sinais diferenciais. Sinais série Gigabit/s.
Métodos de distribuição de clock.

2. Modelização de sistemas digitais.
Linguagem VHDL. Tipos e operadores. Pacotes IEEE std_logic_1164 e numeric_standard.
Identificadores de sinais concorrentes. Comandos sequenciais.
Síntese de código VHDL.
Máquinas de estados.
Projecto hierárquico.
FPGAs e VHDL. Interfaces-série rápidas.

Docente(s) responsável(eis)

Custódio Francisco Melo Loureiro

Métodos de Avaliação

Avaliação
Trabalho de síntese: 40.0%
Projecto: 60.0%

Bibliografia

High-Speed Digital Design, Howard W. Johnson and Martin Graham, Prentice Hall, 1993; ISBN 0-13-395724-1

High-Speed Signal Propagation, Howard W. Johnson and Martin Graham, Prentice Hall, 2003; ISBN 0-13-084408-X

The Designer’s Guide to VHDL, 3rd edition, Peter J. Ashenden, Morgan Kaufmann Publishers, Inc (2008), ISBN 978-0-12-088785-9

RTL Hardware Design using VHDL, Pong P. Chu, Wiley-Interscience, 2006; ISBN-13: 978-0-471-72092-8