PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO DE COMPUTAÇÃO PLANO DE ENSINO

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1 PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO DEPARTAMENTO DE COMPUTAÇÃO Disciplina: Sistemas Digitais para Computação PLANO DE ENSINO Curso: Engenharia de Computação/ Ciência da computação Professor/Responsável: José Roldão Gonçalves Barbosa Código Nº de Créditos Pré-requisitos: Có-requesito CMP EMENTA Estudo dos sistemas digitais, álgebra boleava, portas lógicas, circuitos combinacionais, circuitos aritméticos, circuitos seqüências, memórias e dispositivos lógicos programáveis. OBJETIVOS GERAIS Conhecer os conceitos da lógica digital e circuitos digitais para capacitação em analise e desenvolvimento de projetos e sistemas digitais para computação. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Conhecer as técnicas de projetos e construção de circuitos digitais combinacionais e seqüenciais. Capacitar na analise de circuitos lógicos de maneira a proporcionar uma visão interna dos circuitos que compõem um computador. Conhecer os tipos de memória e dispositivos lógicos programáveis atuais para desenvolvimento de sistemas digitais. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

2 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: 1. Introdução Conceitos básicos; Comportamentos Analógico e Digital; 2. Álgebra booleana e Circuitos lógicos Tabela Verdade, Blocos lógicos básicos (AND, OR e NOT), Combinações de portas, Implementação de circuitos a partir de expressões lógicas, Postulados, Teorema de Morgan, Funções NAND e NOR, Simplificação algébrica, Mapas de Karnaugh e Técnica de projetos de circuitos lógicos; 3. Circuitos combinacionais Funções XOR e XNOR, Sistemas de numeração e códigos, circuitos codificadores e decodificadores, circuitos aritméticos (Representação de números com sinais, Operações aritméticas digitais: BCD e Complemento a 2, Somador Completo, Somador Paralelo), circuitos Multiplexadores e Demultiplexadores, aplicações; 4. Circuitos sequenciais Latches e FlipFlops e suas aplicações, Contadores síncronos e assíncronos, Projeto de circuitos sequenciais, Registradores, Transferência série e paralela entre registradores; 5. Circuitos de memória Definições, conexão entre memória e processador e barramento; 6. Dispositivos Lógicos Programáveis Conceitos, Arranjos Lógicos Programáveis: PAL, PLA, Outros dispositivos: CPLD, FPGA. METODOLOGIA. Aulas expositivas;. Aulas práticas em laboratório;. Resolução de exercícios;. Implementação física de projetos em laboratório. AVALIAÇÃO

3 A média final, MF, da disciplina será resultante da média ponderada de dois conjuntos de notas, N1 e N2, conforme a expressão: MF = 0,4.N1 + 0,6.N2, sendo que tanto N1 quanto N2 serão compostos por no mínimo duas avaliações referentes às aulas teóricas(pre) e uma nota proveniente de avaliação contínua de atividades em laboratório(lab). A nota N1 ou N2 resultante será dada pelas expressões: N1=0,4.LAB + 0,6.PRE N2=AI+0,9.( 0,4.LAB + 0,6.PRE) Onde AI é a nota obtida na Avaliação Interdisciplinar. A frequência será computada em cada encontro ou através de chamada feita durante as aulas. Será considerado aprovado na disciplina o aluno que obtiver a frequência mínima de 75% e Nota Final igual ou superior a cinco. ATIVIDADE EXTERNA À DISCIPLINA Descrição das atividades 1. Pesquisar e documentar várias soluções para um mesmo circuito utilizando portas lógicas universais (NAND e NOR) Teoria 2. Exercícios complementares de conversões entre sistemas numéricos. Teoria 3. Experiência externa com ULA. Experiência para teste das funções de uma unidade lógica e aritmética (ULA). Prática 4. Experiência externa complementar Pesquisa e relatório prático para interligação das etapas executadas em laboratório do projeto de uma calculadora BCD. Prática 5. Experiência externa com ULA e Registradores Experiência de implementação e teste de um acumulador de 4 bits usando uma unidade lógica aritmética (ULA) e um Registrador. Teoria 04 Prática 08 Total AED 08 Total Geral AED 12 A TIVIDADE EXTERNA À DISCIPLINA BIBLIOGRAFIA BÁSICA

4 1. TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S. Sistemas digitais: princípios e aplicações. 11ª 2. edição. Rio de Janeiro: Pearson Prentice Hall, IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G. Elementos de eletrônica digital. 41. ed. São Pulo: Érica, BIGNELL, James; DONOVAN, Robert (Sec.). Eletrônica digital. São Paulo: Cengage Learning, BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR MENDONÇA, Alexandre; ZELENOVSKY, Ricardo. Eletrônica digital: curso prático e exercícios. 2. ed. Rio de Janeiro: MZ, DIAS, Morgado. Sistemas digitais: princípios e prática. 2. ed., rev. Lisboa: FCA, GARCIA, Paulo Alves; MARTINI, José Sidnei Colombo. Eletrônica digital: teoria e laboratório. 2. ed. São Paulo: Érica, c VAHID, Frank. Sistemas digitais: projeto, otimização e HDLs. Porto Alegre: Bookman, MALVINO, Albert. P.; LEACH, Donald P. Eletrônica digital: princípios e aplicações. 4. ed. São Paulo: Makron Books, CRONOGRAMA

5 Tópicos 1. IntroduçãoConceitos básicos; Comportamento Analógico e Digital; Sistema, Digital, Sinais Elétricos, Forma de Onda, Representação de quantidades físicas: Analógica e Digital, Sistemas Analógico e Digital: vantagens/limitações, Sistemas numéricos (decimal e binário), Circuitos Lógicos, Estados estáveis e instáveis. 02. Álgebra booleana e Circuitos lógicos Proposições e conectivos lógicos; Constates e variáveis booleanas, Tabela Verdade, Portas lógicas fundamentais ou Blocos lógicos básicos (AND, OR e NOT), Funções NAND e NOR, Diagramas de tempo. Combinações de portas, Relação entre o circuito e a expressão lógica, Implementação de circuitos a partir de expressões lógicas / Levantamento de tabela a partir do circuito/expressão, Postulados da álgebra booleana. 02 Teorema de Morgan, Simplificação algébrica, Teoremas triviais e consequências; Propriedades algébricas. Uniformização de expressões NAND, e NOR, Uniformização em portas de apenas duas entradas. 02 Teoremas de simplificação: Redução, Redundância e Termo Fantasma; Simplificação de expressões algébricas: Forma de Soma de Produtos; Formula de interpolação (obtenção da expressão a partir da Tabela), Simplificação algébrica, Projeto de circuitos combinacionais. 06 Mapas de Karnaugh: Simplificação por Mapa de Karnaugh de até 3 variáveis; Mapas de 4 variáveis - Exercícios; 04 Técnica de projetos de circuitos lógicos: Projeto de circuitos diretamente simplificados nos mapas de Karnaugh; / código BCD: Decimal Codificado em Binário; Projeto de Decodificadores / Condições Opcionais nos mapas de Karnough; Códigos Alfanuméricos. 02 Aulas Práticas

6 MATERIAL DE APOIO