PARTE 1 - TEORIA

Dispositivos Lógicos Programáveis

Os dispositivos lógicos programáveis (PLDProgrammable Logic Device) são circuitosintegrados programáveis, que possuem umgrande número de portas lógicas, flip-flops eregistradores interconectados.

Tipos de PLDs existentes

FPGA

O FPGA (Matriz de portas Lógicas Programáveis -

Field Programmable Gate Array), trata-se de

uma arquitetura baseada em blocos lógicos

configuráveis que são formados por portas

lógicas, flip-flops e blocos de entrada e saída que

efetuam a conexão entre as saídas provenientes

dos blocos lógicos.

As células lógicas do

FPGA encontram-se

alocadas em forma de

matrizes.

Tanto as células lógicas

quanto o roteamento

são configuráveis por

software.

Vantagens de utilização do FPGA

A tecnologia de FPGA é largamente utilizada devido principalmenteaos seguintes fatores que ela possibilita para os projetos:

- Diminuição a complexidade de hardwares;- Padronização no desenvolvimento;- Diminuição do tempo de projeto;- Pode ser aplicada em diversas áreas;- Possibilita simulação (aplicar sinais na entrada);- Tecnologia reconfigurável (ajustes e inovações);- Paralelismo (apenas para programação não sequencial);

Linguagens de Descrição de Hardware

Como o FPGA trata-se de um hardware, utilizam-se

linguagens de descrição de circuitos. As linguagens

existentes são: Verilog e VHDL.

Neste curso será utilizada a linguagem VHDL para a

descrição de circuitos lógicos programáveis.

Linguagem VHDL

O nome VHDL é originada do acrônimo:

- V: very high speed integrated circuit;- H: hardware;- D: Description;- L: Language.

Desta forma, VHDL trata-se de um nome que une as principaiscaracterísticas desta linguagem de descrição.

Estrutura de um hardware descrito em VHDL

A descrição de hardware em VHDL deve possuiras seguintes estruturas internas:

Exemplo de estrutura

Entidade (entity )

A entidade de um projeto pode representar desde umaporta lógica a um sistema complexo, sendo compostade 2 partes: declaração de entidade e arquitetura.

A declaração da entidade define a interface de I/Os, já aarquitetura contém a descrição do funcionamento dohardware, ou seja, efetua a manipulação dos sinais.

Tipos de entradas e saídas

A entidade pode utilizar os I/Os dos tipos IN, OUT,

INOUT e BUFFER, sendo que estes devem ser

declarados no início da entidade.

O tipo INOUT caracteriza uma porta bidirecional. Este

tipo de porta lógica é ideal para representar um

barramento de dados, onde a informação pode

transitar em ambos os sentidos.

Objetos são elementos que contêm um valor armazenado.Podem ser utilizados como ferramentas do sistema para efetuaroperações.

Podem ser:- Constante (constant);- Variável (variable) - apenas para código sequencial- Sinal (signal).

Classes de Objetos

– Quais tipos de sinais podem ser utilizados naARQUITETURA da ENTIDADE?

O TIPO define as características do valor transferido pela

porta.

Ao declarar as portas da entidade, definem-se também o

tipo de cada sinal, sendo que estes podem ser:

– INFORMAÇÕES BÁSICAS DO VHDL

– Quais tipos de operadores podem serutilizados na linguagem VHDL?

– Qual software será utilizado para odesenvolvimento de projetos em FPGA e ondeposso encontrá-lo?

Para o desenvolvimento de projetos será utilizado o

Software Quartus II v.9.1.sp1 que pode ser

baixado gratuitamente no endereço

(https://www.altera.com/download/sw/dnl-sw-

index.jsp).

– Interface do programa Quartus II

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

Para INICIAR UM PROJETO, deve-se seguir os seguintespassos:

Clicar em File > New Project Wizard > Next > Criar a pastade localização e definir o nome do projeto > Next > Next> Escolher a família do FPGA utilizado > Finalizar >Clicar novamente em File > New > VHDL File.

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Quais os passos para iniciar um projeto emVHDL no Quartus II?

– Implementar em FPGA a seguinteconfiguração de portas lógicas: