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ELETRÔNICA DIGITAL I

Parte 0Introdução

Professor Dr. Michael Klug

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Analógico x Digital

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Representações:• Analógica = contínua•Digital = discreta (passo a passo)

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Vantagens ‐ Técnicas Digitais

1) Fáceis de projetar (circuitos de chaveamento - valoresexatos da tensão ou da corrente dos sinais manipuladosnão são tão importantes);

2) O armazenamento da informação é fácil;

3) Precisão e exatidão maiores;

4) As operações podem ser programadas;

5) Menos afetados por ruído (flutuações na tensão dealimentação ou de entrada , ou mesmo induzidosexternamente);

6) Os circuitos digitais são mais adequados à integração.

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“MUNDO REAL”

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• Predominantemente analógico: temperatura, pressão, posição, velocidade, nível de um líquido, vazão, etc.

Conversores: Analógico Digital (ADC) e Digital

Analógico (DAC)

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Contextualização• Árvore das Tecnologias:

FPGAs: Arranjo de Portas Programáveis por Campo

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FPGAs• Consiste de um grande arranjo de células lógicas ou blocoslógicos configuráveis contidos em um único circuito integrado;

• Cada célula tem a capacidade computacional paraimplementar funções lógicas e realizar roteamento paracomunicação entre elas.

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Origem das FPGAs

• Anos 80: maioria dos sistemas eram implementadosusando circuitos integrados MSI e LSI

• CIs customizados eram muitas vezes projetados parasubstituir uma grande quantidade de lógica:

-> Alto custo e tempo longo de desenvolvimento-> Portanto, o uso de CIs customizados só era viávelpara produtos com elevado volume de fabricação.

• A Xilinx introduziu em 1984 a tecnologia FPGA comouma alternativa para os CIs customizados

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Linguagens de Descrição de Hardware

• HDL: Hardware Description Languages – metodologiaalternativa aos esquemáticos para descrição de circuitosdigitais (Departamento de Defesa dos USA – 1980)Verilog e VHDL

•VHDL – Very High Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language.

•AHDL – Altera Hardware Description Language.• Padrão IEEE -> IEEE 1076-2008

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Linguagens de Descrição de Hardware

O VHDL usa uma sintaxe (ordem dos elementos) similar aoPascal.

A Formatação está relacionada com a definição de entradas,saídas (portas) e operações dos diferentes elementos.

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Nome do blocoEntradas esaídas

Operações contidas entre BEGIN e AND

DOCUMENTAÇÃO

ENTRADAS E SAÍDAS

DESCRIÇÃOFUNCIONAL

HDL – Exemplo de Projeto

Modelamento Comportamental: Define a função deentrada/saída especificando um conjunto de funções detransferências matemáticas.

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FPGAs ‐ Paralelismo

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• Paralelismo

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PLDs (Programmable Logic Devices)

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• Fabricantes

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Modelo de um Sistema Digital

Sistema Digital: processamento de informação constituída porsinais discretos. Normalmente são sistemas binários onde aunidade de informação é o bit – binary digit ou dígito binário, eos sinais podem assumir apenas dois valores discretos (0 ou 1).

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Circuitos Lógicos

Os circuitos lógicos podem ser classificados em doistipos:

• Circuitos Combinacionais: As saídas em qualquerinstante de tempo dependem apenas dos valores dasentradas nesse instante de tempo.

• Circuitos Seqüenciais: As saídas em um dado instantede tempo dependem não só dos valores das entradasnesse instante de tempo, mas também dos valores eminstantes anteriores: ou seja, estes circuitos possuemmemória.

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