Plano_ERE_ENG04461_2021_1

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Escola de Engenharia 
Departamento de Engenharia Elétrica 
PLANO DE ENSINO ADAPTADO AO PERÍODO DE ENSINO REMOTO EMERGENCIAL (ERE) 
Dados de identificação 
Disciplina: Sistemas Digitais 
Período Letivo: 2021/1 
Professor Responsável: TIAGO ROBERTO BALEN 
Sigla: ENG04461– Créditos: 5 (3 cr. teóricos; 2 cr. práticos); Carga Horária: 75h (45h teóricas; 30h práticas) 
 
Carga Horária 
 
Carga Horária Presencial e coletiva: 0 CH presencial e Individual: 0 CH Autônoma: 0 CH Ensino a Distância: 75 
Súmula 
Conceito e estrutura de sistemas digitais. Blocos operacional e controlador. Transdutores em sistemas digitais. O conceito de interface. Comunicação entre sistemas 
digitais. Paralelismo em sistemas digitais. Projeto lógico e elétrico de sistemas digitais. 
 
 Currículos Etapa Aconselhada Pré-Requisitos Natureza 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
6 
 (ENG10028) TÉCNICAS DIGITAIS 
OU 
 (ENG04075) ELETRÔNICA DIGITAL I 
Eletiva 
 
Objetivos 
Capacitar os alunos para o projeto de Sistemas Digitais complexos, utilizando métodos clássicos e modernos apoiados em componentes programáveis e ferramentas 
computacionais de descrição, simulação e síntese. 
 
Conteúdo Programático 
 
Semana Título Conteúdo 
1 Conceito de Sistemas Digitais 
1 Conceitos de Sistemas Digitais 
1.1 Máquinas de Estado ? Revisão 
1.2 Implementação: equações, tabelas; lógica fixa e programável 
1.3 Máquina Mealy e Moore 
 
Prática de Laboratório 1: Introdução ao Ambiente de desenvolvimento INTEL/Altera: entrada em modo 
esquemático 
2 a 3 
Ambientes de desenvolvimento e validação para Sistemas 
Digitais 
Dispositivos de Lógica Programável 
1 Ambientes de desenvolvimento e validação para Sistemas Digitais 
1.1 Entrada de Esquemático; máquinas de estado; simulação 
1.2 Descrição Textual; Ambiente de Compilação, Simulação e Programação 
 
2 Lógica Programável 
2.1 Famílias de lógica programável 
2.2 Componentes e placas de prototipação 
 
Prática de Laboratório 2: Conceitos sobre Programação do FPGA EP2C35F672C6 presente na placa DE2 
Prática de Laboratório 3: Meu primeiro VHDL 
3 a 6 Linguagens de Descrição de Hardware 
1 Linguagens de Descrição de Hardware 
1.1 A Linguagem VHDL: primitivas e tipos de dados 
1.2 Estrutura de uma descrição 
1.3 Descrição Hierárquica: componentes, bibliotecas 
1.4 Tipos de Dados: estruturas de dados 
 
Prática de Laboratório 4: Estruturas básicas de descrições em VHDL 
Prática de Laboratório 5: Implementação de sistema digital em VHDL utilizando o modelo PO-PC 
Prática de Laboratório 6: Simulação, diretivas de compilação 
6 a 10 
Modelo Parte Operativa-Parte Controle (PO-PC) 
Prova 
1 Modelo Parte Operativa-Parte Controle (PO-PC) 
1.1 Modelo PO-PC 
1.2 Algoritmos e sua implementação em Lógica Digital 
1.3 Técnicas de Implementação da PO 
1.3.1 Elementos da PO 
1.3.2 Especificação da PO a partir de um Algoritmo 
1.3.3 Implementação da PO segundo critérios de custo, desempenho ou potência 
1.4 Técnicas de Implementação da PC 
1.4.1 Elementos de uma PC 
1.4.2 Especificação de um PC a partir de um Algoritmo 
Semana Título Conteúdo 
1.4.3 Implementação da PC obedecendo critérios de custo, desempenho ou potência 
 
 
Prática de Laboratório 7: Exercícios práticos, preparação para a prova 
Prática de Laboratório 8: Descrição hierárquica, geração de estruturas e instanciação 
Prática de Laboratório 9: Implementação de algoritmos em hardware 
11 a 12 Conversores Analógico-Digitais e Digital-Analógico 
1 Conversores Analógico-Digitais e Digital-Analógico 
1.1 O Tempo discreto; Teorema da Amostragem 
1.2 Discretização em amplitude de sinais contínuos 
1.3 Tipos de conversores 
1.4 Noções de Processamento digital de sinais 
 
Prática de Laboratório 10: Introdução ao uso de testbenches para simulação 
Prática de Laboratório 11: Desenvolvimento do trabalho final 
13 a 14 Circuitos de alto desempenho 
1 Circuitos de alto desempenho 
1.1 Conceitos de Iteração Espacial e Temporal 
1.2 Dissipação de Potência nos circuitos eletrônicos 
1.3 Circuitos de alto desempenho 
1.3.1 Circuitos de Alta Frequência 
1.3.2 Paralelismo e pipeline 
1.4 Sistemas em Chip 
 
Prática de Laboratório 12: Desenvolvimento do trabalho final 
Prática de Laboratório 13: Desenvolvimento do trabalho final 
15 Teste e Projeto visando o teste de Sistemas Digitais 
 Projeto visando o Teste 
 
Prática de Laboratório 14: Desenvolvimento do projeto final 
16 Entrega do trabalho final 
17 Exame Final (Recuperação) 
 
 
Metodologia 
 
Haverá um encontro síncrono semanal no horário da turma teórica. Neste encontro a primeira parte é dedicada a apresentação do conteúdo semanal, em exposição 
com slides. Esta apresentação será gravada e, posteriormente, disponibilizados no moodle. A segunda parte da aula é destinada a explicações e esclarecimentos 
sobre as práticas de laboratório. As atividades práticas serão realizadas utilizando o software “Quartus II” (versão 12.1 sp1 web edition) ou “Quartus Prime” (última 
versão disponibilizada no site do fabricante) da Intel (anteriormente da Altera). Estes softwares, na versão que utilizaremos, são gratuitos. Para tanto o aluno 
deverá dispor de um computador e proceder a instalação de um destes softwares. Além destes softwares, as plataforma utilizadas serão Moodle, MS-Teams 
(preferencial) ou MCONF (a depender da estabilidade dos sistemas), whatsapp, links com videoaulas públicas (de terceiros) no youtube, e-books. 
 
Emanuel
Realce
Informações sobre Direitos Autorais e de Imagem: 
Todos os materiais disponibilizados são exclusivamente para fins didáticos, sendo vedada a sua utilização para qualquer outra finalidade, sob as penas legais. 
Todos os materiais de terceiros que venham a ser utilizados devem ser referenciados, indicando a autoria, sob pena de plágio. 
A liberdade de escolha de exposição da imagem e da voz não isenta o aluno de realizar as atividades originalmente propostas ou alternativas; 
Todas as gravações de atividades síncronas devem ser previamente informadas por parte dos professores. 
Somente poderão ser gravadas as atividades síncronas propostas mediante concordância prévia dos professores e colegas, sob as penas legais. 
É proibido disponibilizar, por quaisquer meios digitais ou físicos, os dados, a imagem e a voz de colegas e do professor, sem autorização específica para a finalidade 
pretendida. 
Os materiais disponibilizados no ambiente virtual possuem licença de uso e distribuição específica, sendo vedada a distribuição do material cuja a licença não 
permita ou sem a autorização prévia dos professores para o material de sua autoria. 
 
Experiências de Aprendizagem 
 
Aulas expositivas assíncronas, exercícios autônomos, pesquisa sobre temas da disciplina, realização projetos de sistemas digitais em VHDL e simulações, encontros 
síncronos para discussão, esclarecimento de dúvidas e mediação. 
 
 
Critérios de Avaliação 
 
A nota final NF (de zero a dez) será calculada como a média simples de três avaliações (A1, A2 e A3) realizadas durante o semestre. A avaliação A1 é a média simples das 
notas (de zero a 10) obtidas pela realização das atividades de laboratório (com roteiro) propostas e entregue pelo moodle em formato texto ou pdf (micro relatórios), além de 
listas de exercícios e trabalhos teóricos. O número exato de atividades será definido conforme o andar das atividades do semestre. As notas parciais destas atividades serão 
divulgadas ao longo do semestre. A avaliação A2 será realizada através da entrega de uma prova consistindo em uma lista de exercícios individuais (até 5 exercícios), 
disponibilizada 24 horas antes do prazo de entrega (data da avaliação A2), com duração estimada de 2,5 horas para a resolução completa da lista. Além da lista entregue pelo 
moodle (valendo 60% da nota A2), completará a nota desta avaliação uma apresentação oral do aluno ao professor da resolução de um dos exercícios desta lista a sersorteado no momento da apresentação. As apresentações orais ocorrerão em duas semanas distintas, logo após a entrega das listas, utilizando um dos recursos de 
videoconferência descritos neste plano, em horário previamente acordado entre aluno e professor. A avaliação A3 consistirá em um trabalho teórico prático, envolvendo 
projeto, simulação e análise (sobre o conteúdo da disciplina) a ser entregue pelo moodle, com três semanas de prazo para sua execução. A avaliação A2 deve ocorrer na 
metade do semestre e a avaliação A3 no final do semestre, em datas a confirmar no cronograma da disciplina disponibilizado no moodle. 
 
Os conceitos finais serão atribuídos de acordo com os seguintes critérios: 
 
Conceito A 9,0<=NF<=10,0 
Conceito B 7,5<=MF<9,0 
Conceito C 6,0<=NF<7,5 
Conceito D NF<6,0 
 
De acordo com a Resolução do CEPE sobre o ERE (025/2020), durante o período em que perdurar o ERE, fica inaplicável a atribuição de conceito FF, prevista no 
Parágrafo 2º, do Artigo 44, da Resolução nº 11/2013 do CEPE. 
Para os estudantes matriculados até o final do período e que deixaram de participar da Atividade de Ensino, deverá ser atribuído o registro NI (Não Informado) no 
campo de conceito do sistema acadêmico. 
Emanuel
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Para os casos previstos no Parágrafo 1º, a justificativa do registro NI deverá conter a referência ao período de excepcionalidade. 
Os casos de não informação de conceito durante o ERE, deverão ser resolvidos até o fim do segundo período letivo, após o fim da situação emergencial de saúde. 
 
 
Atividades de Recuperação Previstas 
Aos alunos que não atingirem a nota final NF igual ou superior a 6 será aplicada uma nova avaliação Ex (Exame), consistindo de uma lista individual de exercícios a ser entregue 
e apresentada, tal qual na avaliação A2. A lista de exercícios individual relativa a avaliação Ex será disponibilizada 24 horas antes do prazo de entrega (data do exame), com 
duração estimada de 2,5 horas para a resolução completa da lista. Além da lista entregue pelo moodle (valendo 60% de da nota Ex), completará a nota desta avaliação uma 
apresentação oral do aluno ao professor da resolução de um dos exercícios desta lista, a ser sorteado no momento da apresentação, em dia e horário combinados pelo professor 
e aluno, dentro da semana de realização do exame. O exame final cobre todo o conteúdo ministrado na disciplina. 
Este exame (Ex) visa possibilitar a recuperação da nota final NF. A nota final corrigida (NFCor) será obtida da seguinte forma: 
 ExNFNFCor 6.04.0  
 
Será atribuído conceito C aos alunos que, após o exame, obtiverem NFCor maior ou igual a seis. Receberá conceito D ao aluno que, após o exame, obtiver NFCor menor que seis. 
 
Para as avaliações A2 e Ex será permitida a remarcação da apresentação da resolução de um dos exercícios das listas no caso de problemas técnicos, desde que realizado na 
mesa semana definida para as apresentações das respectivas avaliações. 
 
Prazo para Divulgação dos Resultados das Avaliações 
Os resultados das avaliações serão divulgadas pelo menos 72h antes da realização da atividade de recuperação. 
Bibliografia 
Básica Essencial 
Volnei A. Pedroni. Circuit Design with VHDL. Cambridge, MA 02142-1315 USA: MIT PRESS, 2004. ISBN 0262162245. 
 
Básica 
Luigi Carro. Projeto e Prototipação de Sistemas Digitais. Porto Alegre: UFRGS, 2001. 
 
Complementar 
Floyd, Thomas L.. Sistemas digitais : fundamentos e aplicações.. Porto Alegre: Bookman, 2007. ISBN 978-85-7780-107-7. 
Weste, Neil H.E.. CMOS VLSI design : a circuits and systems perspective.. Boston, Mass.: Addison-Wesley, 2011. ISBN 860-1400041482.