• Equipa docente
  

  Listagem dos docentes da disciplina e modos de os contactar.

• Objectivos
  

  Definição sumária dos objectivos da disciplina.

• Programa
  

  Programa proposto para o semestre, quer em termos de sessões teóricas, quer teórico-práticas.

• Bibliografia
  

  Lista da documentação necessária para um acompanhamento eficaz da disciplina. Inclui ficheiros com acetatos das aulas teóricas e módulos das sessões laboratoriais.

• Avaliação
  

  Metodologia de avaliação adoptada, e sua implementação ao longo do semestre.

• Sumários
  

  Listagem dos sumários das aulas (teóricas e teórico-práticas), a construir ao longo do semestre, e com eventuais links para locais com informação relevante.

• Notas dos Exames de Junho
  

  Notas dos exames de Junho.

• Resultados das Provas Orais
  

  Resultados das provas orais realizadas no dia 18/Julho.

Docente responsável pela disciplina e pela leccionação teórica:

• João Miguel Fernandes (Prof. Auxiliar)
  email: miguel@di.uminho.pt
  Horário de atendimento: Ter 09:00-12:00; Ter 15:00-18:00

Docentes responsáveis pela leccionação teórico-prática:

• João Miguel Fernandes
• António Joaquim Esteves (Assistente)
  email: esteves@di.uminho.pt
  Horário de atendimento: Seg 14:00-17:00; Qua 14:00-17:00
• Luís Paulo Santos (Assistente)
  email: psantos@di.uminho.pt
  Horário de atendimento:

As disciplinas de Sistemas Digitais foram introduzidas no curso de LESI com o principal objectivo mostrar como são construídos os computadores e respectivos periféricos no nível de abstração imediatamente abaixo do da sua arquitectura. Por outras palavras, têm como objectivo disponibilizar as ferramentas necessárias à análise e projecto físico de computadores (e respectivos interfaces), enquanto sistemas baseados em circuitos electrónicos digitais, com ênfase no nível de abstracção do sistema digital. Este nível não se debruça na componente electrónica dos sistemas - da área da microelectrónica - mas tão somente nos blocos funcionais baseados nesses circuitos que manifestam uma dada funcionalidade e comportamento.

Esta primeira disciplina de Sistemas Digitais I visa essencialmente dotar os estudantes das ferramentas indispensáveis à análise e síntese de sistemas digitais - desde a especificação à implementação e teste de sistemas simples - usando sempre que possível como casos de estudo exemplos retirados da organização dos computadores e respectivos periféricos.

Programa proposto (tópicos)

• Álgebra Booleana
  • sinais binários,
  • circuitos combinatórios vs. sequenciais,
  • portas lógicas (AND, OR, NOT, NAND, NOR),
  • axiomas,
  • teoremas,
  • princípio da dualidade,
  • representações de circuitos digitais (tabelas de verdades, somas canónicas, produtos canónicos, somatório de mintermos, produtório de maxtermos).
• Sistemas de Numeração
  • sistemas numéricos posicionais,
  • números binários, octais e hexadecimais,
  • conversões entre bases,
  • adição de números binários,
  • representação de números negativos,
  • adição e subtração em complemento para 2,
  • códigos de Gray.
• Princípios de Sistemas Combinatórios
  • análise de circuitos,
  • síntese de circuitos,
  • manipulação de circuitos,
  • minimização de circuitos,
  • mapas de Karnaugh.
  • hazards.
• VHDL
  • origem da linguagem,
  • fluxo de projecto com HDLs,
  • entidades e arquitecturas,
  • tipos de dados,
  • funções e procedimentos,
  • bibliotecas e pacotes,
  • representação estrutural,
  • representação data-flow (fluxo de dados),
• Questões Práticas de Sistemas Combinatórios
  • PLDs
  • descodificadores,
  • descodificadores de 7 segmentos,
  • codificadores,
  • mutiplexadores,
  • circuitos XOR e detectores de paridade,
  • comparadores,
  • somadores, subtractores e ALUs,
  • multiplicadores.
• Princípios de Sistemas Sequenciais
  • conceito de estado,
  • elementos bi-estáveis,
  • latches e flip-flops,
  • latch S-R e D,
  • flip-flops D, S-R, J-K e T,
  • concepção de máquinas de estados finitos.
• Questões Práticas de Sistemas Sequenciais
  • contadores,
  • shift-registers.
• Memórias, PLDs e FPGAs
  • ROMs,
  • RAMs,
  • CPLDs,
  • FPGAs.

Bibliografia complementar recomendada para leitura adicional:

• "Digital Design", M. Morris Mano, Prentice-Hall International, 1997
• "Contemporary Logic Design", Randy H. Katz, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., 1994

• Lição 0: Apresentação
• Lição 1: Introduction
• Lição 2: Number Systems
• Lição 3: Boolean Algebra
• Lição 4: Combinational Systems Principles
• Lição 5: VHDL
• Lição 6: Combinational Design Practices
• Lição 7: Sequential Systems Principles
• Lição 8: Sequential Design Practices
• Lição 9: Memory, CPLDs and FPGAs

• Capa & Índice
• Módulo 1: Implementação de sistemas digitais com componentes TTL
• Módulo 2: Representação de sistemas digitais
• Módulo 3: Representações canónicas em SOP e POS
• Módulo 4: Mapas de Karnaugh
• Módulo 5: Introdução ao VHDL
• Módulo 6: Descrição e simulação em VHDL: ALU do MIPS
• Módulo 7: Circuitos sequenciais: os componentes com memória
• Módulo 8: Implementação dum sistema descrito em VHDL numa FPGA
• Módulo 9: Síntese manual de circuitos sequenciais
• Módulo 10: Síntese em VHDL de circuitos sequenciais
• Apêndice 1: Componentes de lógica programável - FPGAs

As aulas teóricas são utilizadas para se transmitirem os conceitos necessários à compreensão da matéria. O material leccionado nestas aulas é encadeada, pelo que se torna indispensável o seu regular acompanhamento. A avaliação da capacidade de compreensão dos conhecimentos obtidos com o material leccionado nas aulas teóricas é realizada através de exames, e tem 50% do peso da disciplina.

As sessões práticas e laboratoriais têm por objectivo aplicar no laboratório conceitos adquiridos nas aulas teóricas. A avaliação do trabalho desenvolvido ao longo destas sessões - organizadas em trabalhos práticos - tem também 50% do peso da disciplina e é igualmente realizada através de exames.