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ELETRÔNICA DIGITAL II
Parte 0
Introdução
Prof. Michael
Introdução
Revisão – Circuitos Combinacionais e Sequenciais
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Professor Dr. Michael Klug
GRANDEZAS ANALÓGICAS X DIGITAIS
Valores Contínuos
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Prof. Michael
Valores Discretos/Amostrados
(Quantização):
cada ponto pode ser
digitalizado
“MUNDO REAL”
• Predominantemente analógico
Conversores:
Analógico Digital
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Prof. Michael
Analógico Digital
(ADC) e Digital
Analógico (DAC)
Circuitos Lógicos
Os circuitos lógicos podem ser classificados em dois
tipos:
• Circuitos Combinacionais: As saídas em qualquer
instante de tempo dependem apenas dos valores das
entradas nesse instante de tempo.
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entradas nesse instante de tempo.
• Circuitos Seqüenciais: As saídas em um dado instante
de tempo dependem não só dos valores das entradas
nesse instante de tempo, mas também dos valores em
instantes anteriores: ou seja, estes circuitos possuem
memória.
Prof. Michael
Contextualização
• Árvore das Tecnologias:
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Prof. Michael
FPGAs: Arranjo de Portas Programáveis por Campo
FPGAs• Consiste de um grande arranjo de células lógicas ou blocos
lógicos configuráveis contidos em um único circuito integrado;
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• Cada célula tem a capacidade computacional para
implementar funções lógicas e realizar roteamento para
comunicação entre elas.Prof. Michael
Origem das FPGAs
• Anos 80: maioria dos sistemas eram implementados
usando circuitos integrados MSI e LSI
• CIs customizados eram muitas vezes projetados para
substituir uma grande quantidade de lógica:
-> Alto custo e tempo longo de desenvolvimento
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-> Alto custo e tempo longo de desenvolvimento
-> Portanto, o uso de CIs customizados só era viável
para produtos com elevado volume de fabricação.
• A Xilinx introduziu em 1984 a tecnologia FPGA como
uma alternativa para os CIs customizados
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Linguagens de Descrição de Hardware
• HDL: Hardware Description Languages – metodologiaalternativa aos esquemáticos para descrição de circuitosdigitais (Departamento de Defesa dos USA – 1980)
�Verilog e VHDL
VHDL – Very High Speed Integrated Circuit Hardware
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•VHDL – Very High Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language.
•AHDL – Altera Hardware Description Language.• Padrão IEEE -> IEEE 1076-2008
Prof. Michael
Linguagens de Descrição de Hardware
O VHDL usa uma sintaxe (ordem dos elementos) similar ao
Pascal.
A Formatação está relacionada com a definição de entradas,
saídas (portas) e operações dos diferentes elementos.
DOCUMENTAÇÃO
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Prof. Michael
Nome do bloco
Entradas e
saídas
Operações
contidas entre
BEGIN e AND
DOCUMENTAÇÃO
ENTRADAS E SAÍDAS
DESCRIÇÃOFUNCIONAL
HDL – Exemplo de Projeto
Modelamento Comportamental: Define a função de
entrada/saída especificando um conjunto de funções de
transferências matemáticas.
Prof. Michael
FPGAs - Paralelismo
• Fabricantes
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Prof. Michael
PLDs (Programmable Logic Devices)
• Fabricantes
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Prof. Michael
Revisão: CIRCUITOS LÓGICOS
• Operações Lógicas Básicas:
• Funções Lógicas Básicas:
– Comparação
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Prof. Michael
– Comparação
– Aritméticas (adição, subtração, multiplicação e divisão)
– Conversão de código (codificação e decodificação)
– Seleção de dados (multiplexação e demultiplexação),
– Armazenamento (registradores e memórias) e
– Contagem
Revisão: CIRCUITOS LÓGICOS
• Função de Comparação:
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Prof. Michael
• Funções Aritméticas:
Revisão: CIRCUITOS LÓGICOS
• Função de Conversão de Códigos:
Codificação
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Prof. Michael
Decodificação
Revisão: CIRCUITOS LÓGICOS
• Função de Seleção de Dados:
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Prof. Michael
• Funções de Armazenamento e Contagem – a serem
estudadas na disciplina de Eletrônica Digital II