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Faculdade de Ciências e Tecnologia

Sistemas Lógicos I

Código

10475

Unidade Orgânica

Faculdade de Ciências e Tecnologia

Departamento

Departamento de Engenharia Electrotécnica

Créditos

6.0

Professor responsável

Aniko Katalin Horvath da Costa, Ricardo Luís Rosa Jardim Gonçalves

Horas semanais

6

Língua de ensino

Português

Objectivos

- Compreender o que é um sistema digital, e as suas características básicas.

- Representar informação e codificar em formato digital. Converter números entre diferentes bases de numeração.

- Descrever sistemas digitais através de expressões algébricas booleanas, tabelas de verdade, outros mapas e esquemáticos.

- Especificação, síntese e implementação de circuitos combinatórios. Desenvolvimento de sistemas digitais modulares.

- Aritmética binária e unidades lógica e aritmética.

- Especificação, síntese e implementação de circuitos sequênciais. Metodologias para desenvolvimento de sistemas digitais sequênciais síncronos utilizando diagramas de estado.

- Especificação estruturada e implementação de sistemas digitais de reduzida e média complexidade. Arquiteturas compostas de módulo de dados e controlo.

Conteúdo

- Bases de numeração: decimal, binário, hexadecimal, octal. Conversão entre bases de númeração.

- Álgebra de Boole: Conceitos básicos; Funções lógicas E, OU, NÃO; Postulados e teoremas da Álgebra de Boole; Tabelas de verdade; Lógica positiva e negativa.
- Funções lógicas: Generalidades; Formas canónicas; Simplificação de funções; Manipulação algébrica; Mapas de Karnaugh;

- Circuitos combinatórios elementares: Comparadores; Codificadores e descodificadores; Conversores de código; "Multiplexers" e "demultiplexers".

- Aritmética binária: Operações em diferentes sistemas de numeração; Soma, subtracção, multiplicação e divisão; Complemento para 2; Complemento para 1;.

- Desenvolvimento de sistemas combinatórios modulares: Comparadores , somadores e multiplicadores.

- Elementos de memória biestáveis: FF="Flip-Flop"; Biestável RS assíncrono, Biestável RS síncrono. Noção de "latch" , Biestáveis "edge-triggered" e "master-slave". FFs JK, D e T.

- Circuitos sequenciais: Sistemas síncrono e assíncrono; Registos de memória, Registos de Deslocamento,  Registos em anel. Desenho de contadores.

- Memórias; RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM; Dispositivos de lógica programável.

- Máquinas de estado síncronas: Diagramas de estado, Circuitos Moore e Mealy, Circuitos completa e incompletamente especificados. Síntese de máquinas de estado síncronas.

Bibliografia

Bibliografia recomendada - em Português
 
Circuitos Digitais e Microprocessadores - Herbert Taub - McGraw-Hill – ISBN 0-07-066595-8
 
Projectos de sistemas digitais, Editorial Presença, Colecção: Edições Escolares
ISBN 972-23-1770-9
 
em Inglês
 
Digital Logic Circuit Analysis & Design - Victor P. Nelson, H. Troy Nagle, J. David Irwin, Bill D. Carroll - Prentice Hall - ISBN 0-13-463894-8
 
Logic and Computer Design Fundamentals - M. Morris Mand, Charles Kime -
Prentice-Hall - ISBN 0-13-182098-2
 
Digital Design - Principles and Practice - John F. Wakerly - Prentice-Hall -
ISBN 0-13-082599-9
 
Digital Fundamentals, Thomas L Floyd, Pearson International Edition - Prentice Hall, ISBN 0-13-814646-2
 
Engineering Digital Design, Richard F. Tinder, Academic Press, ISBN 0-12-691295-5
 
Logic and Computer Design Fundamental, M. Morris Mano and Charls R. Kime, Prentice Hall, 0-13-140539-X
 
Practical Electronics for Inventors, Paul Scherz, McGraw Hill, Chapter 12, ISBN 0-07-058078-2
 
Bibliografia complementar sobre CPLD e VHDL:
 
VHDL Programming by Example, Douglas L Terry, McGraw Hill, ISBN 0-07-140070-2
 
Verilog HDL, Samir Palnitkar, Prentice Hall, ISBN 0-13-044911-3
 
VHDL Coding Styles and Methodologies, Ben Cohen, Kluwer Academic Publisher, ISBN 0-7923-9598-0
 
Digital Design with CPLD Applications and VHDL, Robert Dueck,  Delmar Cengage Learning, ISBN 1-40-184030-2
 
Fundamental of Digital Logic with VHDL Design, Stephen Brown and Zvonko Vranesic, McGraw Hill, ISBN 0-07-246085-7
 
Digital Logic and Microprocessor Design with VHDL, Enoch O. Hwang, Brooks Cole, ISBN 0-534-46593-5

Método de ensino

Consideram-se 2 aulas teóricas de 1h30min cada (3 horas/sem.) e uma aula prática (3 horas/sem.).

As aulas teóricas são aulas de exposição onde se fomenta a discussão de temas, permitindo dar ênfase diferenciada em aspetos conceptuais, bem como tecnológicos.

As aulas práticas são aulas de laboratório, permitindo dar ênfase diferenciada em vários aspetos, nomeadamente a resolução de exercícios, a utilização de ferramentas computacionais de simulação e síntese de sistemas digitais, e a experimentação física através da implementação de circuitos digitais utilizando circuitos elementares discretos, bem como dispositivos de lógica programável

Método de avaliação

A avaliação será composta de duas componentes,  cada componente por duas peças de avaliação.

Componente Parte 1: (45% na nota final) nota mínima nesta componente de 9,5 valores

  • 1º teste: 17-Abril (27% na nota final)
  • Sumativa (perguntas no moodle) em três momentos (24 Março, 7 Abril, 14 Abril) (18% na nota final)

 Componente Parte 2: (55% na nota final) nota mínima nesta componente de 9,5 valores

  • 2º teste 3 de Junho (27,5% na nota final) nota mínima nesta peça de avaliação 7,5 valores
  • Trab. grupo; entrega 26 de Maio; discussão na semana de 27 a 31 de Maio na aula prática respectiva (27,5% na nota final)

 Exame de recurso pode ser realizado em alternativa aos testes, tendo um peso na nota final de 54,5% (de acordo com regulamento de avaliação).

Parte teórica realizada nos dois anos anteriores é equivalente a exame de recurso.

Parte prática realizada nos dois anos anteriores é equivalente a Trab. de grupo.

 As notas das várias partes são apresentadas com duas casas decimais, sendo o resultado calculado com base na média ponderada de acordo com os pesos indicados.

 

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