CIL29003-2015-2

1 Dados Importantes

Professor: Odilson Tadeu Valle
Email: odilson@ifsc.edu.br
Atendimento paralelo: ?ª das?? às ?? e ?ª das ?? às ??. Local: Lab. de Desenvolvimento.

• Avaliações
  • 3 avaliações (P1, P2 e P3) mais um projeto final (PF).
  • Cada uma das avaliações terá terá um conceito numérico: A, B, C e D. Conceito mínimo para não necessitar reavaliação: C.
  • Um ou mais conceitos D implica na realização da reavaliação: uma única a ser realizada no último dia de aula.

IMPORTANTE: o direito de recuperar uma avaliação em que se faltou somente existe mediante justificativa reconhecida pela coordenação. Assim, deve-se protocolar a justificativa no prazo de 48 horas, contando da data e horário da avaliação e aguardar o parecer da coordenação.

1.1 Plano de Ensino

Cronograma_de_atividades_(CIL-EngTel)

1.2 IFSC-Cloud

O IFSC-Cloud permite que qualquer usuário cadastrado acesse vários programas oficiais do ISFC remotamente, entre outros o Quartus que será utilizado intensivamente nesta disciplina. Inclusive permite que o aluno deixe processos/simulações longas rodando e verificar os resultados em um próximo acesso.

Para os alunos ainda não cadastrados na IFSC-Cloud, peça para o professor fazer seu cadastro. Após o cadastro siga exatamente TODOS os passos de Acesso_ao_IFSC-CLOUD. Caso tenha algum problema com a senha, entre em contato com o professor

1.3 Listas de exercícios

Lista para a primeira avaliação

Converta para decimal $100110_2$ $11110_2$ $111011_2$ $1010000_2$ $11000101_2$ $11001100110101_2$ $14_8$ $67_8$ $153_8$ $1544_8$ $2063_8$ $479_{1}6$ $4A{B}_{1}6$ $BD{E}_{1}6$ $F0C{A}_{1}6$ $2D3F_{1}6$ Converta para a base indicada: $1428_{10}=X_{16}$ $428_{10}=X_8$ $28_{10}=X_2$ $F0F{0}_{16}=X_2$ $1428_8=X_{16}$ $1001010_2=X_{16}$ $1001010_{10}=X_{16}$ $1428_{16}=X_8$ Livro Pedroni: 2.16 ==> 2.38 Qual é o maior e menor valor decimal que se consegue representar em complemento de dois com 8 dígitos binários? Livro Pedroni: 3.1 ==> 3.22

Lista para a segunda avaliação

Livro Pedroni: 4.7 ==> 4.16, 4.18 e 4.19 O consumo de potência em um circuito lógico é dividido em estática e dinâmica. Defina cada uma dessa potências e quais são as providências a serem tomadas para sua minimização. Liste os três tipos de buffer. Qual é sua função lógica? Quais são suas principais aplicações? Livro Pedroni: 5.1, 5.5, 5.8 ==> 5.19, 5.22 ==> 5.28, 5.30 ==> 5.38. Utilizando álgebra Booleana simplifique as seguintes funções lógicas, mostre todo o processo: y=a.b+c'+(c.d)' y=((a.b)'+{c.d)')' y=(a+b'+c).(a+c+d')' y=(a+b)'.c.(a+c).b' y=((a+b)'.c)+((b.d)'.(a'+(b.d))) Para cada uma das funções lógicas da questão anterior, monte a tabela-verdade equivalente. Derive uma equação SOP mínima (irredutível) para cada uma das funções Booleanas representadas pelas tabelas-verdade da questão anterior, fazendo uso de mapas de Karnaugh.

Lista para a terceira avaliação

Seções do livro a serem estudadas: 11.1, 11.5, 11.6, 11.7, 11.13. 12.1, 12.2, 12.3, 12.5, 12.6, 12.10, 12.1112.12, 12.13, 12.15. 13.1, 4.10, 13.2, 13.3.1, 13.4, 13.10. 14.1, 4.11, 4.12, 14.2, 14.3, 14.5, 14.7. Exercícios Livro Pedroni: 11.8 ==> 11.12, 11.14 ==> 11.21, 11.23, 11.27 e 11.28 12.1 ==> 12.3, 12.6a) 12.6b), 12.9 ==>12.12, 12.16, 12.17, 12.22 13.2, 13.7, 13.8, 13.9 14.1 ==> 14.5, 14.8, 14.23, 14.33, 14.37, 14.38, 14.39. Para o gerador de sequências pseudorandômicas da Figura 14.30, calcule a sequência dos 25 primeiros bits produzidos pelo circuito, após a execução de um Reset no sistema.

2 Diário de aulas

Aula 1 - 5/10/15: Apresentação da disciplina

Seção 2.2 e 2.3 do Pedroni. Apresentação da disciplina, plano de aula, trabalhos e métodos de avaliação. Auto apresentação Apresentação da Wiki Plano de Ensino, Ementa, Bibliografia e Estratégia de Ensino Avaliações 3 avaliações (P1, P2 e P3) mais um projeto final (PF) Cada uma das avaliações terá terá um conceito numérico: A, B, C e D. Conceito mínimo final para não necessitar reavaliação: C. Reavaliação única no último dia de aula. Relação com outras disciplinas do curso Conceitos iniciais (Seção 1.2 a 1.8 do Pedroni): Analógico x Digital ADC <==> DAC Lógica binária: 2 níveis, 0 e 1 4 bits = nibble 8 bits = byte n bits = word (16, 32, 64) Circuitos digitais: cada circuito digital pode ser descrito por uma função binária que é como ele processa os bits que recebe, Seção 1.4 do Pedroni Circuitos combinacionais versus sequenciais. Circuitos integrados, placas de circuitos e tensões.

Aula 2 - 6/10/15: Representações Binárias

2.1 Sistemas de numeração Observe a Figura do odômetro. Suponha que o mesmo possua somente duas roldanas de algarismos e que cada algarismo represente exatamente 1 km. Qual a quantidade máxima de quilômetros que o suposto odômetro pode representar? 0 0 0 1 0 ... 0 8 0 9 1 0 1 1 1 ... 1 8 1 9 ... ... 9 0 9 1 9 ... 9 8 9 9 0 0 ... ... Agora suponha que cada roldana tenha impresso somente os valores 0 e 1. Qual a quantidade máxima de quilômetros que o mesmo pode representar? MSB LSB 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 ... ... Obs.: LSB (least significant bit) é o bit menos significativo que é o equivalente as unidades na representação decimal. MSB (most significant bit) é o bit mais significativo e sempre ocupa a posição mais a esquerda da representação. Este sistema de numeração é conhecido como binário ("que tem aspecto dual, ou é formado por dois elementos ou partes"). No caso anterior como poderíamos representar maiores quantidades de quilômetros? Em outra linha de raciocínio, como pode-se aumentar a capacidade de contagem quilométrica, mais do que o permitido no sistema decimal? Aumenta-se o número de símbolos disponíveis em cada roldana. Por exemplo, se adotarmos a seguinte simbologia: 0, 1, ..., 8, 9, A, B, C, D, E, F, pode-se ter a seguinte representação quilométrica: 0 0 0 1 0 ... 0 E 0 F 1 0 1 1 1 ... 1 E 1 F ... ... 9 0 9 1 9 ... 9 E 9 F A 0 A 1 ... ... F E F F 0 0 ... ... Este é o sistema de numeração hexadecimal. Um outro importante sistema de numeração é o octal. Perceba que é possível a construção de qualquer sistema de numeração. 2.2 Conversão entre sistemas de numeração Como é de conhecimento geral, o sistema de numeração mais utilizado port seres humanos é o sistema decimal. Não tão conhecido assim, mas muito utilizado, é o sistema de numeração binário, amplamente adotado nos sistema informatizados. Uma pergunta que cabe é, por exemplo, quando digitamos algum número em uma calculadora, o que acontece? Em primeiro lugar, a calculadora apresenta o valor digitado no visor, para termos certeza do que digitamos e, em seguida, internamente à calculadora este valor é convertido para binário, o sistema de numeração que ela entende. Como esta conversão ocorre? 2.2.1 Conversão de outras bases para a base decimal A regra geral para conversão de binário para um número decimal é assim expressa: $y=\sum _{k=0}^{N-1}{a}_{N-1-k}{2}^{N-1-k}$ onde $y$ é um número decimal e $a=a_{N-1}\dots a_1{a}_0$ é sua representação binária usual. Observe que esta regra pode ser estendida para qualquer sistema de numeração. Por exemplo, vamos converter $11001_2$ para a base decimal. $11001_2=1\cdot 2^4+1\cdot 2^3+0\cdot 2^2+0\cdot 2^1+1\cdot 2^0=1\cdot 16+1\cdot 8+0\cdot 4+0\cdot 2+1\cdot 1=25$ Outro exemplo, vamos converter $703_8$ para a base decimal. $703_8=7\cdot 8^2+0\cdot 8^1+3\cdot 8^0=7\cdot 64+0\cdot 8+3\cdot 1=451$ 2.2.2 Conversão da base decimal para outras bases A conversão de um número da base decimal para qualquer outra base pode ser efetivada usando-se divisões sucessivas do valor decimal pela base a ser convertido, tomando-se com resultado os sucessivos restos dessa divisão. Por exemplo, para converter 23 para a base binária devemos fazer o seguinte procedimento: O procedimento para outras bases é o mesmo, por exemplo, para converter-se 258 para a base 8, utiliza-se o mesmo procedimento acima, substituindo os valores 2 por 8, no divisor. 2.2.3 Conversão entre bases de origem binária Para conversão entre as bases binária, octal e hexadecimal, basta fazer-se o uso das seguintes tabelas de conversão. octal binário 0 000 1 001 2 010 3 011 4 100 5 101 6 110 7 111 hexadecimal binário 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 1000 9 1001 A 1010 B 1011 C 1100 D 1101 E 1110 F 1111 Por exemplo, para converter $730_8$ para binário, deve-se tomar dígito a dígito da tabela acima e ir montando o valor binário equivalente: $7_8=111_2$, $3_8=011_2$ e $0_8=000_2$. Portanto o resultado da conversão é $111011000_2$ Se desejarmos converter da base octal para a hexadecimal e vice-versa, a maneira mais fácil é primeiro a conversão da base de origem para a base binária e, em seguida, desta para a base destino. Por exemplo, para converter $FAC{A}_{16}$ para a base octal procedemos primeiro a conversão para a base binária ($1111101011001010_2$) e em seguida, tomando três a três dígitos a partir do LSB, convertemos para o octal usando a tabela, resultando em $175312_8$

Aula 3 - 12/10/15: Representações binárias

Seção 2.3 a 2.7 do Pedroni A tabela a seguir representa os númerios decimais de 0 a 15 pelos códigos binário convencinal, octal, hexadecimal, Gray, one-hot, Johnson e BCD. Código Gray: código de distância unitária porque a distância entre duas palavras adjacentes é sempre 1 bit [1]. Código one-hot: frequentemente utilizado na codificação de máquinas de estados [2] [3]. Código Johnson: Também utilizado para representar máquinas de estados. É um código intermediário entre o one-hot e o Gray, em termos de uso do hardware. Código BCD (binary-coded decimal): cada dígito de um número decimal é representado por um conjunto de 4 bits do código binário. 2.3 Códigos para números negativos Como representar sinal no código binário? 2.3.1 Código sinal-magnitude Nesse caso o MSB representa o sinal: 0 = + e 1 = -. Assim sendo, o MSB não faz parte da representação sequencial binária do número. Ex: 0000 = +0 1001 = -1 110011 = -19 010011 = +19 111100111 = -231 2.3.2 Código complemento de um Se o MSB for 0 (número positivo), para obter o equivalente negativo, basta inverter todos os bits. Ex: 0000 = +0 ==> 1111 = -0 0101 = +5 ==> 1010 = -5 2.3.3 Código complemento de dois Esta é a opção adota para representar números negativos em praticamento todos os computadores e outros sistema digitais. A representação binária de um número negativo é obtida tomando sua representação positiva, invertendo todos os bits e então adicionando um a ele. Exemplo, -7 (5 bits) é igual a 00111 ==> 11000 + 1 ==> 11001 Regra prática Para cálculo do equivalente decimal de um número representado em complemento de dois, pode-se fazer uso do modelo apresentado no exemplo: 1 0 1 1 0 1 -32 + 0 +8 +4 +0 +1 Ao somar-se todos os valores da segunda linha da tabela acima, obtém-se o valor 19. Usando números de 8 bits, Calcule o complemento de dois para: -0 -1 -17 -123 -128 Algum problema?