Laboratório de Sistemas Digitais

Conhecimentos de Base Recomendados

Não aplicável.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas com exposição detalhada dos conceitos, princípios e teorias fundamentais, e resolução pontual de exercícios práticos que exemplifiquem a sua aplicação a situações reais.

 

Aulas laboratoriais com enunciados tutoriais, de complexidade crescente, desde simples circuitos combinacionais até circuitos sequenciais para uma máquina de venda e um processador programável. São usadas placas de lógica reconfigurável (FPGAs) e num trabalho inicial placas de montagem com componentes TTL. O projecto a nível esquemático é complementado com escrita de módulos simples e controladores em VHDL.

Resultados de Aprendizagem

A unidade curricular tem por objectivo principal a aquisição dos conceitos básicos sobre análise e projecto de sistemas digitais, bem como de práticas laboratoriais no desenvolvimento deste tipo de circuitos. No final do curso os alunos ficarão habilitados no projecto de circuitos digitais para aplicações simples, nomeadamente projecto de circuitos digitais combinacionais e sequenciais, recorrendo lógica standard e escrita de módulos VHDL, e sua implementação em dispositivos de lógica programável, bem como ficar com um bom conhecimentos sobre o funcionamento lógico interno de circuitos digitais, que será importante não só para o projecto de sistemas digitais, como também para aspectos de arquitectura e programação de computadores.

Os objectivos e trabalho desenvolvido levam à aquisição de competências em análise e síntese, comunicação escrita, resolução de problemas, raciocínio crítico, aprendizagem autónoma, e aplicação prática de conhecimentos teóricos.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Introdução a sistemas digitais.

2. Circuitos lógicos combinacionais.

3. Circuitos lógicos sequenciais, controladores e autómatos finitos.

4. Linguagens de descrição de hardware (HDL): VHDL.

5. Elementos de suporte para o fluxo de dados (datapath).

6. Projecto ao nível de transferências de registos (RTL).

7. Optimização e compromissos no projecto de sistemas digitais.

8. Tecnologias de implementação física: SSI IC's, ASIC's, FPGA's, PLD's.

9. Introdução ao processador programável.

Docente(s) responsável(eis)

Jorge Nuno de Almeida e Sousa Almada Lobo

Métodos de Avaliação

Avaliação
Exame: 40.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 60.0%

Bibliografia

Bibliografia principal / key bibliography

•Frank Vahid, (2007)  Digital Design, John Wiley and Sons. (second edition in 2011)

•Jorge Lobo, (2012) Slides das aulas de Laboratório de Sistemas Digitais.

•Frank Vahid, Roman Lysecky, (2007) VHDL for Digital Design, John Wiley and Sons.

 

Bibliografia complementar / additional bibliography:

•David Money Harris, Sarah L. Harris,  (2007) Digital Design and Computer Architecture, Morgan Kaufmann,.

•John Wakerly, (2001) Digital Design Principles and Practices, Prentice Hall, 3rd edition.