Resumo - UNIVESP - 2021 - Projeto Digital

Prévia do material em texto

Revisão da disciplina Projeto Digital 
Dib Karam Junior 
 
Objetivo: apresentar uma revisão do conteúdo da disciplina focando na fixação dos conceitos 
envolvidos durante o curso. O software Quartus II é uma ferramenta de circuitos digitais que 
tem a função de simular o desempenho dos projetos colocados ali. A simulação tem por 
função predizer eventuais problemas (erros, atrasos etc.) sem que haja a necessidade de 
montagem física do circuito eletrônico. A navegação do Quartus II é quase autoexplicativa e, 
ainda assim, há videoaulas de simulação que são suficientes para seu uso. Reveja as 
videoaulas de simulação caso permaneça alguma dúvida a respeito do uso do Quartus II. 
 
Sistemas de numeração (bases numéricas) 
base n → contém n símbolos 
base 10 – decimal – 10 símbolos – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 
base 2 – binário – 2 símbolos – 0, 1 
base 16 – hexadecimal – 16 símbolos – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F 
Conversão entre uma base numérica qualquer e decimal 
(WYZ)n = W.n2 + Y.n1 + Z.n0 
Exemplo: 
(1110)2 = 1.23 + 1.22 + 1.21 + 0.20 = 1.8 + 1.4 + 1.2 + 0.1 = 8 + 4 + 2 + 0 = (14)10 
Conversão entre decimal e uma base numérica qualquer 
 
Exemplo: 
(17)10 = (10001)2 
 
 
Sinal analógico x sinal digital 
Analógico – sinal contínuo e que corresponde diretamente à grandeza que ele representa. 
Digital – sinal discreto (0s e 1s) que codifica uma informação. 
 
 
 
Representação de uma função binária 
Expressão booleana 
 
Tabela verdade 
 
Mapa de Karnaugh 
 
Diagrama Lógico 
Utilização de portas lógicas báscas (AND, OR, NOT, NAND, NOR) 
 
 
Representação de uma função binária com lógica NAND ou NOR 
Qualquer função binária pode ser escrita somente com portas NAND ou NOR, chamada 
lógica NAND e lógica NOR, respectivamente. O conceito está nos Teoremas de DeMorgan: 
 
 
Exemplo: 
 
𝒇 = 𝑨 + 𝑩̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ + �̅�
̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅
 = �̅� . �̅� + 𝑪 
 
 
 
 
Exemplo: 
 
𝒇 = �̅� . �̅�̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ . 𝑨 . 𝑩̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ ̅̅ = �̅� . �̅� + 𝑨 . 𝑩 
 
Circuitos sequenciais 
 
LATCH 
É sensível ao nível lógico (alto ou baixo), a variação das entradas causa imediata alteração 
da saída. 
 
FLIP-FLOP 
É disparado pela borda (subida ou descida) do clock, significa que as entradas modificam 
as saídas após a presença do clock. 
 
Flip-flops com entradas assíncronas 
As entradas assíncronas são aquelas que independem do sinal de clock e normalmente são 
de Preset e Clear, como no exemplo: 
 
Embora mostrado no exemplo o flip-flop JK, essa condição vale para qualquer flip-flop. 
 
Máquina de Estados Finitos (FSM) 
O Flip-Flop pode ser utilizado de maneira a criar dispositivos mais complexos, como aqueles 
para guardar informações, dividir frequências, entre outras aplicações. Esses dispositivos são 
chamados de Máquinas de Estados Finitos (FSM) ou somente de Máquinas de Estado. 
Podem ser de dois tipos: a Máquina de Moore que é aquela que depende apenas do estado 
atual e a Máquina de Mealy que depende também do estdo atual além da entrada recebida, 
conforme abaixo: 
 
 
 
 
Diagrama de Estados 
 
Máquina de Moore 
 
Máquina de Mealy 
 
O exemplo apresenta uma máquina de Moore com utilização de flip-flop D. 
Diagrama de estados do circuito 
 
Codificação dos estados 
 
Tabela de estados 
 
Tabela de saídas 
 
 
 
Esquemático do projeto 
 
Registradores 
Os registradores, elementos básicos de memória, são dispositivos caracterizados pelos 
modos de entrada e saída de dados, que podem ser: serial ou paralelo. Assim, temos: 
PIPO – Parallel In/Parallel Out 
SIPO – Serial In/Parallel Out 
SISO – Serial In/Serial Out 
PISO – Parallel In/Serial Out 
 
Existem CIs que executam essas funções, por exemplo os TTLs abaixo: 
74ALS166 – entrada serial/saída serial (p. 509 do texto-base – TOCCI). 
74ALS174 – entrada paralela/saída paralela (p. 507 do texto-base – TOCCI). 
74ALS165 – entrada paralela/saída serial (p. 511 do texto-base – TOCCI). 
74ALS164 – entrada serial/saída paralela (p. 513 do texto-base – TOCCI). 
Através de suas folhas de dados, nas quais encontramos a tabela de funções, conseguimos 
conecta-los para que funcionem adequadamente de acordo com as necessidades do 
projeto. 
 
Aplicações de registradores como contadores 
Contador Johnson 
Um circuito registrador de deslocamento com a saída Q ligada à entrada é um contador 
Johnson. 
 
 
 
Contador em anel 
Um circuito registrador de deslocamento com a saída Q ligada à entrada é um contador 
Johnson. 
 
 
 
 
RTL – Nível de Transferência entre Registradores 
É a associação de blocos operacionais com blocos de controle. É a concepção em hardware 
de um processador. 
 
 
Genericamente (unidades de execução = unidades de operação): 
 
 
CONCLUSÃO 
Embora não seja exaustiva, esta revisão teve a intenção de repassar por todos os pontos 
abordados em nossa disciplina, conforme descrito no objetivo, fixando-se nos conceitos. O 
material didático apresentado é bem extenso e abrangente, podendo ser revisitado a cada 
dúvida ainda persistente. 
Sobre o software Quartus II, reforço que se trata de ferramenta para simulação de projetos, 
e que só é possível seu uso após a prontificação do projeto, maior foco deste nosso 
documento. Além disso, esse software é amigável e as apresentações feitas durante o 
decorrer do curso capacitam vocês ao seu uso de forma adequada aos níveis necessários à 
disciplina. 
Agradeço a oportunidade de poder ter ajudado! 
	Revisão da disciplina Projeto Digital
	Sistemas de numeração (bases numéricas)
	Sinal analógico x sinal digital
	Representação de uma função binária
	Representação de uma função binária com lógica NAND ou NOR
	Circuitos sequenciais
	Registradores
	CONCLUSÃO