Sistemas Digitais - Apresentacao do Curso UFAL

Sistemas digitais Apresentação do curso Bruno Nogueira brunoicufalbr UFAL Sistemas digitais Bruno Nogueira Atualmente Professor Associado da Universidade Federal de Alagoas 2018 Orientador pósgraduação UFAL e UPE Cofundador do grupo de pesquisa OptLabUFAL Bolsista de produtividade CNPQ Anteriormente Professor Adjunto da Universidade Federal do Agreste de Pernambuco 20102018 Graduação 2008 Mestrado 2010 Doutorado 2015 no CInUFPE Por que estudar sistemas digitais Conhecer os dispositivos que processam informações usados em nosso cotidiano Entender como a informação digital é processada e utilizada Desenvolver projetos de sistemas embarcados Sistemas digitais Objetivos do curso Analisar e projetar sistemas digitais Linguagem de descrição de hardware HDL hardware description language Sistemas digitais Application Software hello world Programs Operating Systems Device Drivers Architecture Instructions Registers Microarchitecture Datapaths Controllers Logic Adders Memories Digital Circuits AND Gates NOT Gates Analog Circuits Amplifiers Filters Devices Transistors Diodes Physics Electrons Sistemas embarcados Sistemas digitais Sinais x Sistemas Sinal conjunto de dados ou informação Exemplo sinal de telefone televisão rádio Sistemas sinais podem ser processados por sistemas os quais podem modificálos armazenálos ou extrair informações adicionais Sistemas digitais Sinal analógico x Sinal digital Sinal analógico assume valores contínuos Sinal digital assume quantidade finita de valores Circuitos digitais Sistema digital x Sistema analógico Sistema digital sistemas cujo sinal de entrada é digital Geralmente são eletrônicos Exemplos computadores calculadoras Sistemas analógicos sistemas cujo sinal de entrada é analógico Exemplos amplificador de áudio gravador Circuitos digitais Vantagens dos sistemas digitais Facilidade de desenvolvimento Menos ruído mais fácil de transmitir e receber Sinal digital é mais fácil de compactar e armazenar Circuitos digitais Desvantagem O mundo real é quase totalmente analógico Necessário conversão Informações podem ser perdidas durante a conversão Sistemas digitais Conversão AnalógicoDigital Driver Receiver Output Characteristics Input Characteristics Logic High Output Range Logic High Input Range Forbidden Zone Logic Low Input Range Logic Low Output Range GND Conversão AnalógicoDigital Quantização Taxa de amostragem Software vs Hardware Circuito customizado mais rápido menor menos energia Software mais fácil de projetar mais flexível Software vs Hardware sensor de movimento microprocessador lâmpada sensor de luz void main while 1 P0 IO I1 F a and b Sensor de imagem Microprocessador Ler comprimir e armazenar Memória Sensor de imagem Circuito de leitura Circuito de compressão Memória Circuito de armazenamento Sensor de imagem Circuito de leitura Circuito de compressão Memória Microprocessador armazenar TABELA 13 Exemplos de tempos de execução em segundos de tarefas em uma câmera digital realizadas com microprocessador e com circuito digital Tarefa Microprocessador Circuito digital customizado Leitura 5 01 Compressão 8 05 Armazenamento 1 08 Conteúdo programático Introdução aos sistemas digitais e suas características Projeto e análise de circuitos combinacionais Projeto e análise de circuitos sequenciais Linguagem de descrição de hardware Blocos operacionais Metodologia de desenvolvimento RTL Hardware reconfigurável conceitos configuração ambientes de desenvolvimento síntese Sistemas digitais Divisão dos conteúdos Parte 1 Projeto e análise de circuitos combinacionais Blocos operacionais combinacionais VHDL para circuitos combinacionais Parte 2 Projeto e análise de circuitos sequenciais Blocos operacionais sequenciais VHDL para circuitos sequenciais Parte 3 Metodologia RTL Sistemas digitais Metodologia Avaliação Presença em aula Bibliografia Sistemas digitais Conclusão Leitura Capítulo 1 do livro Circuitos digitais