Curso de Eletrônica Digital

Aula 1 • Fundamentos de Álgebra Booleana

Introduz variáveis booleanas, axiomas e teoremas para simplificação lógica. Fornece o quadro matemático para projetar e reduzir circuitos lógicos.

Aula 2 • Portas Lógicas e Tabelas de Verdade

Examina tipos de portas padrão, os seus símbolos e a construção de tabelas de verdade. Relaciona expressões booleanas abstratas a implementações físicas de portas.

Aula 3 • Sistemas de Numeração e Conversões

Abrange os sistemas binário, octal e hexadecimal e métodos de conversão entre bases. Estabelece a linguagem numérica utilizada em toda a análise de circuitos digitais.

Aula 4 • Simplificação com Mapas de Karnaugh

Ensina as regras de agrupamento de mapas de Karnaugh para minimizar expressões de Soma-de-Produtos e Produto-de-Somas. Reduz sistematicamente o número de portas e a complexidade do circuito.

Aula 1 • Codificadores e Descodificadores

Explica codificadores de prioridade, descodificadores binários e drivers para displays de sete segmentos. Relaciona a lógica de codificação a aplicações reais de displays e descodificação de endereços.

Aula 2 • Multiplexadores e Desmultiplexadores

Abrange o funcionamento de MUX/DEMUX, controlo por linhas de seleção e implementação de funções com multiplexadores. Demonstra o encaminhamento de dados como ferramenta lógica universal.

Aula 3 • Análise Temporal de Circuitos Combinatórios

Analisa o atraso de propagação, glitches e o tempo do caminho crítico em redes combinatórias. Prepara os estudantes para cumprir as restrições temporais em projetos reais.

Aula 4 • Comparadores e Conversores de Código

Projeta comparadores de magnitude e circuitos de conversão de código para BCD e código de Gray. Reforça a metodologia de projeto booleano com circuitos práticos de processamento de dados.

Aula 1 • Registos e Registos de Deslocamento

Projeta registos de carga paralela e registos de deslocamento série/paralelo para armazenamento e movimento de dados. Relaciona matrizes de flip-flops a circuitos práticos de manipulação de dados.

Aula 2 • Flip-Flops Acionados por Transição

Abrange flip-flops D, JK, T e SR com acionamento por transição e entradas de preset/clear. Fornece os primitivos de armazenamento centrais para todo o projeto de circuitos sequenciais.

Aula 3 • Latches e Elementos de Memória Básicos

Introduz latches SR, D e com sinal de habilitação como circuitos bistáveis fundamentais. Estabelece como a realimentação cria armazenamento de estado estável em sistemas digitais.

Aula 4 • Distribuição do Relógio e Restrições Temporais

Examina skew do relógio, jitter e regras de projeto síncrono para circuitos sequenciais fiáveis. Garante que os estudantes aplicam disciplina temporal a todos os projetos sincronizados.

Aula 1 • Verificação e Simulação de MEF

Verifica a correção da MEF através de diagramas temporais, formas de onda de simulação e análise de cobertura de estados. Constrói confiança na correção do projeto antes da implementação.

Aula 2 • Conceitos de MEF e Diagramas de Estado

Define estados, transições, entradas e saídas para os modelos de Mealy e Moore. Estabelece o quadro formal para toda a especificação de comportamento sequencial.

Aula 3 • Derivação da Lógica de Estado Seguinte e de Saída

Deriva equações booleanas de estado seguinte e de saída a partir de tabelas de estados usando mapas de Karnaugh. Produz a lógica combinatória que aciona as entradas e saídas dos flip-flops.

Aula 4 • Codificação de Estados e Seleção de Flip-Flops

Aplica estratégias de codificação binária, de Gray e one-hot e seleciona os tipos de flip-flop adequados. Relaciona a escolha de codificação com a complexidade do circuito e o desempenho temporal.

Aula 1 • Projeto da Unidade Funcional da ALU

Integra unidades de soma, lógica e deslocamento com multiplexadores de seleção de função numa ALU completa. Demonstra como as operações aritméticas e lógicas partilham recursos de hardware.

Aula 2 • Representação e Operações em Vírgula Flutuante

Explica os formatos de precisão simples e dupla IEEE 754, modos de arredondamento e adição básica em vírgula flutuante. Introduz o hardware de vírgula flutuante como uma extensão das unidades aritméticas inteiras.

Aula 3 • Técnicas de Multiplicação Binária

Implementa arquiteturas de multiplicadores por deslocamento e soma, codificação de Booth e array para multiplicação binária. Estende as competências de projeto aritmético a operações de vários ciclos e pipeline.

Aula 4 • Arquiteturas de Somadores Rápidos

Compara topologias de somadores com transporte antecipado, seleção de transporte e prefixo para otimização de velocidade. Baseia-se em somadores com transporte em cascata para obter unidades aritméticas de alto desempenho.

Aula 1 • Expansão de Memória e Interface

Projeta expansão de largura de palavra e de espaço de endereçamento utilizando múltiplos chips de memória. Abrange a descodificação de seleção de chip e temporização de barramento para uma interface de memória fiável.

Aula 2 • Arquitetura de Memória Flash

Examina matrizes de células flash NOR e NAND, blocos de apagamento e princípios de wear leveling. Relaciona a tecnologia flash com o armazenamento embebido e o projeto de unidades de estado sólido.

Aula 3 • Tipos de ROM e Programação

Abrange estruturas e métodos de programação de máscara ROM, PROM, EPROM e EEPROM. Estabelece opções de armazenamento não volátil para aplicações embebidas e de tabelas de consulta.

Aula 4 • RAM Estática e Dinâmica

Compara células SRAM de seis transístores com células DRAM de condensador em termos de velocidade e densidade. Explica ciclos de refresh, temporização de acesso e sinais de controlo de leitura/escrita.

Aula 1 • Introdução ao Projeto Baseado em HDL

Introduz a sintaxe VHDL e Verilog para descrever lógica combinatória e sequencial. Relaciona linguagens de descrição de hardware à implementação em dispositivos programáveis.

Aula 2 • Síntese, Posicionamento e Roteamento

Percorre as etapas de síntese, mapeamento tecnológico, posicionamento e roteamento no fluxo de projeto FPGA. Prepara os estudantes para gerar e verificar ficheiros de bitstream para programação de dispositivos.

Aula 3 • Arquitetura e Configuração de CPLD

Abrange blocos lógicos de CPLD, matrizes de interconexão e armazenamento de configuração não volátil. Estende os conceitos de PAL a dispositivos programáveis maiores e mais complexos.

Aula 4 • Arquitetura PAL e PLA

Explica matrizes AND-OR programáveis, mapas de fusíveis e macrocélulas de saída em dispositivos PAL/PLA. Fornece a base para compreender todas as estruturas lógicas programáveis.

Aula 1 • Arquiteturas de Barramento e Interconexões

Abrange topologias de interconexão de barramento partilhado, ponto a ponto e crossbar para comunicação entre subsistemas. Liga blocos de memória, processador e periféricos num sistema coerente.

Aula 2 • Verificação Funcional e Estrutural

Aplica simulação, verificação formal e verificação de equivalência para validar a correção do projeto. Garante que o circuito implementado corresponde à especificação comportamental.

Aula 3 • Projeto ao Nível de Transferência entre Registos

Descreve sistemas como pares de datapath e unidade de controlo usando notação RTL e máquinas de estados. Fornece a camada de abstração entre as portas lógicas e a arquitetura ao nível do sistema.

Aula 4 • Procedimentos de Prototipagem e Bring-Up

Guia o bring-up de protótipos FPGA, a sonda com analisador lógico e os ciclos iterativos de depuração. Prepara os estudantes para transitar projetos verificados da simulação para o hardware físico.