plano_ensino_TED2_2022-1 (2)

Prévia do material em texto

Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica - Faculdade Gama - Universidade de Brasília 
Disciplina: Teoria de Eletrônica Digital 2 - FGA0074 - Turma A (2022/1) 
Professor: Daniel Mauricio Muñoz Arboleda 
E-mail: damuz@unb.br 
 
 
Plano de Ensino 
Teoria de Eletrônica Digital 2 
Modalidade de Ensino Presencial 
 
 
1. Descrição Geral 
Esta disciplina tem como objetivo entender a organização básica de circuitos sequenciais síncronos 
e assíncronos, memórias e microprocessadores. Conhecer os fundamentos da linguagem de 
descrição de hardware VHDL e adquirir competências para aplicar os conhecimentos adquiridos 
através do projeto, descrição e simulação de circuitos lógicos digitais de pequena e média 
complexidade. 
 
2. Pré-requisitos 
Teoria de Eletrônica Digital 1 (TED1) e Prática de Eletrônica Digital 1 (PED1) 
 
3. Professor 
Turma A: Prof. Daniel Mauricio Muñoz Arboleda 
E-mail: damuz@unb.br 
Horário de aula: terça-feira e quinta-feira de 10 a 12 horas, sala I2 UED FGA. 
Atendimento: terça-feira de 14 a 16 horas, sala 24 UAD FGA. 
 
4. Metodologia de ensino 
A disciplina será ofertada no formato presencial nos horários e local indicados, sendo mandatória a 
presencia em sala de aula. O registro de presença dos estudantes será realizado em sala de aula. O 
curso é composto de aulas teóricas expositivas ministradas em períodos de 1h50 (uma hora e 
cinquenta minutos) e dedicadas à compreensão, aquisição e aplicação de conhecimentos. 
 
O curso dispõe de vídeo aulas que abordam os conceitos teóricos, exercícios e exemplos e 
simulações de circuitos digitais usando VHDL. Recomenda-se que os estudantes assistam as vídeo 
aulas com antecedência, de forma que as aulas presenciais sejam bem aproveitadas. As vídeo aulas 
serão disponibilizadas pela plataforma Aprender3 no decorrer do semestre junto às atividades, 
avaliações e material de apoio. 
 
6. Ementa 
Lógica Sequencial; Descrição de Circuitos Sequenciais em VHDL; Máquinas de Estado Finitos 
(FSMs); Descrição de FSMs em VHDL; Memórias; Projeto em Nível de Transferência de 
Registradores (RTL); Arquitetura de Microprocessadores. 
 
7. Programa 
 
I. Revisão de Lógica Sequencial: contadores, divisores de clock e registradores de 
deslocamento SISO, SIPO, PISO, PIPO; descrição em VHDL. 
II. Máquinas de Estados Finitos (FSM): conceito, análise e projeto; modelos de Mealy e de 
Moore; confecção de tabela de estados e diagrama de estados; descrição em VHDL. 
III. Máquinas assíncronas: conceito e análise; corridas críticas e não-críticas. 
IV. Memórias ROM e RAM: conceitos, tipos e descrição em VHDL. 
Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica - Faculdade Gama - Universidade de Brasília 
Disciplina: Teoria de Eletrônica Digital 2 - FGA0074 - Turma A (2022/1) 
Professor: Daniel Mauricio Muñoz Arboleda 
E-mail: damuz@unb.br 
 
V. Projeto RTL: declaração e instanciação de componentes em VHDL para projeto estrutural; 
análise de consumo de recursos de hardware; caminho crítico e definição de frequência de 
operação. Opcional: potência estática e potência dinâmica. 
VI. Processadores Programáveis: arquitetura básica; exemplos em linguagem Assembly; 
extensões do conjunto de instruções. 
VII. PicoBlaze: visão geral; conjunto de instruções; fluxo de desenvolvimento; exemplos em 
linguagem Assembly. 
VIII. Processadores de 32 bits: visão geral; conjunto de instruções; microarquitetura; arquitetura 
de ciclo único, arquitetura multiciclo, pipeline. 
IX. Hierarquia de memória. 
 
A tabela 1 mostra o provável cronograma de aulas a serem realizadas na disciplina. Algumas 
atividades podem ser removidas, adicionadas ou alteradas de acordo com o andamento do semestre. 
 
8. Critérios de avaliação do curso remoto 
A avaliação da disciplina será realizada com base em três provas (P1, P2 e P3), com valor de 0,0 a 
10,0. As provas serão aplicadas no horário de aula. A nota final será calculada através da média 
aritmética das notas das provas. 
 
NF = 1/3*(P1+P2+P3) 
 
A aprovação será obtida se NF ≥ 5,0 e se percentual de faltas (PF) < 25%. Onde PF é dado pelo 
número de aulas com faltas registradas dividido pelo número de aulas ministradas. 
 
Ao final do semestre letivo, será permitida a realização de uma prova substitutiva para os 
estudantes que não conseguirem realizar uma das provas ou queriam substituir a menor nota das 
provas realizadas. Não será necessário apresentar qualquer justificativa para a realização da prova 
substitutiva. 
 
Fica a critério do professor o emprego de recursos para auxiliar os alunos a se recuperarem de um 
desempenho ruim em uma das provas, tais como a realização de listas de exercícios, testes, vídeo 
aulas elaboradas pelos estudantes, etc. 
 
9. Avisos 
 Os alunos devem se inscrever na sala virtual Teoria de Eletrônica Digital 2 (nome curto 
TED2_2022/1) disponível no ambiente Moodle Aprender3 (www.aprender.ead.unb.br). 
Materiais adicionais, avisos, tarefas e avaliações serão disponibilizados nessa homepage no 
decorrer do semestre. Portanto, ela deve ser visitada com frequência pelos alunos. 
 Recomenda-se que os alunos instalem em seus computadores pessoais os programas Vivado 
2018.3 da Xilinx (para realizar as simulações dos códigos em VHDL), e pBlazeIDE da 
Mediatronix (para simular os códigos em Assembly do PicoBlaze). 
 Nota: usar a licença gratuita webpack edition para a instalação do Vivado. 
 
 
 
 
 
Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica - Faculdade Gama - Universidade de Brasília 
Disciplina: Teoria de Eletrônica Digital 2 - FGA0074 - Turma A (2022/1) 
Professor: Daniel Mauricio Muñoz Arboleda 
E-mail: damuz@unb.br 
 
 
10. Bibliografia 
 
Bibliografia básica: 
[1] Vahid, F., Sistemas Digitais - Projeto, Otimização e HDLs, Bookman, 2008. 
Disponível online em https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788577802371/pageid/0 
[2] Harris, D., Harris, S., Projeto Digital e Arquitetura de Computadores, Morgan Kaufmann, 2013. 
Disponível online em 
https://ebookcentral.proquest.com/lib/univbrasilia-ebooks/detail.action?docID=404196 
[3] Chu, P.P., FPGA Prototyping by VHDL Examples: Xilinx Spartan-3 Version, Wiley, 2008. 
Disponível online em: 
https://ebookcentral.proquest.com/lib/univbrasilia-ebooks/reader.action?docID=333757&ppg=1 
[4] Ashenden, P. J., The Designer’s Guide to VHDL, Elsevier Science & Technology, 2008. 
Disponível online em: 
https://ebookcentral.proquest.com/lib/univbrasilia-ebooks/detail.action?docID=452921 
 
Bibliografia complementar: 
[1] d’Amore, R., VHDL Descrição e Síntese de Circuitos Digitais, 2nd Ed, GEN - LTC, 2012. 
Disponível online em https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-2113-3/pageid/0 
[2] Baer, J., Arquitetura de Microprocessadores do Simples Pipeline ao Multiprocessador em Chip, 
GEN – LTC, 2013. Disponível online em 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-2677-0/cfi/6/10!/4/2/4@0:0.111 
 
 
Nota1: Para acessar a bibliografia de ‘Minha Biblioteca’ devem entrar no link 
http://minhabcedigital.bce.unb.br/ e fazer login com seu CPF e a senha usada para empréstimo de 
livros. 
 
Nota2: Para acessar a bibliografia de ‘Ebook Central’ devem primeiro configurar o proxy do 
navegador. Usar endereço proxy.unb.br porta 3128. Após configurado o proxy, entrar na página 
principal da BCE (www.bce.unb.br) e fazer login com usuário e senha do e-mail da UnB (sem o 
@aluno.unb.br). Maiores instruções sobre configuração do proxy são encontradas em 
http://www.cpd.unb.br/cds-acesso-rede entrar em “Orientação Técnica” > “Normas e Tutoriais”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curso de Graduação em Engenharia Eletrônica - Faculdade Gama - Universidade de Brasília 
Disciplina: Teoria de Eletrônica Digital 2 - FGA0074 - Turma A (2022/1) 
Professor: Daniel Mauricio Muñoz Arboleda 
E-mail: damuz@unb.br 
 
Tabela 1. Proposta de cronograma de atividades 2022/1 
 
Semana Atividade (vídeo aula ou prova) Observação 
07/06 
09/06 
Terça 
Quinta 
Apresentação do curso. Latch vs Flip-flop (tipos D e JK), 
Registradoresde deslocamento. Revisão de VHDL: tipos de dados, 
operadores, funções, procedures, processos, sinal vs variável 
30% VHDL 
100% VHDL 
14/06 
16/06 
Terça 
Quinta 
Contadores síncronos e assíncronos contadores, divisores de clock 
Feriado Corpus Christi 
80% VHDL 
 
21/06 
23/06 
Terça 
Quinta 
Máquinas de estados finitos 
Síntese de máquinas de estados finitos 
30% VHDL 
50% VHDL 
28/06
30/06 
Terça 
Quinta 
Síntese de máquinas de estados finitos 
Análise de máquinas de estados finitos 
50% VHDL/Vivado 
50% VHDL/Vivado 
05/07 
07/07 
Terça 
Quinta 
Cuidados na implementação de máquinas de estados finitos 
Exercícios máquinas de estados finitos para preparação prova 1 
50% VHDL/Vivado 
30% VHDL 
12/07 
14/07 
Terça 
Quinta 
Prova 1 
Projeto RTL – definições e procedimento de projeto 
 
50% VHDL 
19/07 
21/07 
Terça 
Quinta 
Caminho crítico - análise de set-up e hold 
Projeto RTL – armadilhas comuns e otimizações 
50% VHDL 
100% VHDL 
26/07 
28/07 
Terça 
Quinta 
Projeto RTL – fluxo de dados vs controle sequencial 
Máquinas de estados assíncronas 
50% VHDL 
 
02/08 
04/08 
Terça 
Quinta 
Máquinas de estados assíncronas 
Memórias ROM e RAM. Exercícios preparação prova 2 
 
09/08 
11/08 
Terça 
Quinta 
Prova 2 
Processador de 3 e 6 instruções 
 
70% assembly 
16/08 
18/08 
Terça 
Quinta 
 Processador de 8 bits – Picoblaze 
Continuação Picoblaze: Exercícios usando sistema IO 
70% assembly/VHDL 
100% assembly/VHDL 
23/08 
25/08 
Terça 
Quinta 
Exercícios usando processador Picoblaze 
Sistema de interrupção do Picoblaze 
100% assembly/VHDL 
100% assembly/VHDL 
30/08 
01/09 
Terça 
Quinta 
Exercícios usando sistema interrupção do Picoblaze 
Processador MIPS de 32 bits - Arquitetura de ciclo único 
100% assembly/VHDL 
 
06/09 
08/09 
Terça 
Quinta 
Processador MIPS 32 bits - Arquitetura multiciclo e pipeline 
Processador MIPS 32 bits - Arquitetura multiciclo e pipeline 
 
 
13/09 
15/09 
Terça 
Quinta 
Hierarquia de memória 
Arquitetura de processadores ARM 
 
 
20/09 
22/09 
Terça 
Quinta 
Prova 3 
Prova substitutiva 
 
 
27/09 Terça 
Quinta 
Revisão de notas e encerramento do curso