CIL29003-2015-1

Dados Importantes

Professor: Odilson Tadeu Valle
Email: odilson@ifsc.edu.br
Atendimento paralelo: ????? . 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: 1, 2, ..., 9, 10. Conceito mínimo para não necessitar reavaliação: 6.
  • Um ou mais conceitos abaixo de 6 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.

Plano de Ensino

Cronograma de atividades

Aula Data Horas Conteúdo Recursos 1 4/2 2 Aula inaugural, apresentação da disciplina Sala de Aula, Projetor multimídia 2 6/2 2 Sistemas de numeração Binário, Octal, Hexadecimal e conversão entre sistemas. Sala de Aula, Projetor multimídia 3 11/2 2 Códigos Gray, Binário, BCD e one-hot, representaçao de números negativos: sinal-magnitude e complemento de 2 Sala de Aula, Projetor multimídia 4 13/2 2 Ponto fixo e ponto flutuante Sala de Aula, Projetor multimídia 5 20/2 2 Soma e subtraçao binária (com complemento de 2) Sala de Aula, Projetor multimídia 6 25/2 2 Deslocamentos (SXL, SXA, ROX), uso para multiplicaçao e divisao. Multiplicacao binária (com e sem sinal) Sala de Aula, Projetor multimídia 7 27/2 2 Laboratório 1 – Uso do software Quartus para ensino de Circuitos Lógicos Laboratório de Programação 8 4/3 2 Divisao binaria, aritmetica de ponto flutuante. Exercicios Sala de Aula, Projetor multimídia 9 6/3 2 Laboratório 2 – Uso do software QSIM e Programação do FPGA Laboratório de Programação 10 11/3 2 Cap 4 – Portas AND, NAND, OR, NOR Sala de Aula, Projetor multimídia 11 13/3 2 Cap 4 – Porta XOR, Buffer, Tri-state Sala de Aula, Projetor multimídia 12 18/3 2 AVALIAÇÃO 1 – Sistemas de Numeração e Aritmética Binaria Sala de Aula, Projetor multimídia 13 20/3 2 Cap 5 – Algebra de Boole. Teoremas, Tabelas-Verdade Sala de Aula, Projetor multimídia 14 25/3 2 Cap 5 – Algebra de Boole. Mintermos, Maxtermos, Equações SOP e POS Sala de Aula, Projetor multimídia 15 27/3 2 Cap 5 – Algebra de Boole. Mintermos, Maxtermos, Equações SOP e POS Sala de Aula, Projetor multimídia 16 1/4 2 Cap 5 – Mapa de Karnaugh Sala de Aula, Projetor multimídia 17 8/4 2 Cap 5 – Mapa de Karnaugh Sala de Aula, Projetor multimídia 18 10/4 2 Cap 5 – Mapa de Karnaugh Sala de Aula, Projetor multimídia 19 15/4 2 Laboratório 3 – Codificador de 7 segmentos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, X, E, X, X, -, b) Laboratório de Programação 20 17/4 2 Cap 11 -Circuitos Combinacionais Logicos Sala de Aula, Projetor multimídia 21 22/4 2 Cap 11 -Circuitos Combinacionais Logicos Sala de Aula, Projetor multimídia 22 24/4 2 Cap 11 -Circuitos Combinacionais Logicos Sala de Aula, Projetor multimídia 23 29/4 2 AVALIAÇÃO 2 – Cap 4, Cap 5 Sala de Aula, Projetor multimídia 24 6/5 2 Cap 12 -Circuitos Combinacionais Aritméticos Sala de Aula, Projetor multimídia 25 8/5 2 Cap 12 -Circuitos Combinacionais Aritméticos Sala de Aula, Projetor multimídia 26 13/5 2 Laboratório 4 – Circuitos Aritméticos (Somador, Complemento de 2 e Subtrator) Laboratório de Programação 27 15/5 2 Cap 4 – Flip-Flop D, Registrador de deslocamento Sala de Aula, Projetor multimídia 28 20/5 2 Laboratório 5 - Comparadores, Multiplicadores Laboratório de Programação 29 22/5 2 Cap 4 – Contadores Assincronos, Sincronos, Gerador de Sequencia Pseudo Aleatória Sala de Aula, Projetor multimídia 30 27/5 2 Cap 13 – Registradores, Latches e FlipFlops Sala de Aula, Projetor multimídia 31 29/5 2 Cap 14 -Circuitos Sequenciais Sala de Aula, Projetor multimídia 32 3/6 2 Cap 14 -Circuitos Sequenciais Sala de Aula, Projetor multimídia 33 10/6 2 Laboratório 6 – Contadores Laboratório de Programação 34 12/6 2 Projeto Final em Equipes – Definição das equipes e especificação dos projetos Laboratório de Programação 35 17/6 2 Projeto Final em Equipes – Trabalho das equipes (Apresentação dos circuitos comerciais necessários para os projetos) Laboratório de Programação 36 17/6 2 Projeto Final em Equipes – Trabalho das equipes Laboratório de Programação 37 24/6 2 Projeto Final em Equipes – Trabalho das equipes Laboratório de Programação 38 26/6 2 Projeto Final em Equipes – Apresentação do Relatório Laboratório de Programação 39 1/7 2 Projeto Final em Equipes – Apresentação do Relatório Laboratório de Programação 40 3/7 2 Reavaliação final Sala de Aula, Projetor multimídia TOTAL 80

Diário de aulas

Aula 1 - 3/2/15: Apresentação da disciplina

Apresentação da disciplina, plano de aula, trabalhos e métodos de avaliação. Auto apresentação Apresentação da Wiki Ementa Apresentação do modelo de aulas a ser adotado Laboratórios Bibliografia Avaliações 3 avaliações (P1, P2 e P3) mais um projeto final (PF) Cada uma das avaliações terá terá um conceito numérico: 1, 2, ..., 9, 10. Conceito mínimo para não necessitar reavaliação: 6. Reavaliação única no último dia de aula. Relação com outras disciplinas do curso Conceitos iniciais: 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.

Aula 2 - 5/2/15: Sistemas de numeração Binário, Octal, Hexadecimal e conversão entre sistemas

Sistemas de numeração Observe a Figura do odômetro. Supoha 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. 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? 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. $703_{8}=7\cdot 8^{2}+0\cdot 8^{1}+3\cdot 8^{0}=7\cdot 64+0\cdot 8+3\cdot 1=451$ 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. 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 $FACA_{16}$ 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 $175312_{8}$ Exercícios: Converta para decimal $100110_{2}$ $11110_{2}$ $111011_{2}$ $1010000_{2}$ $11000101_{2}$ $11001100110101_{2}$ $14_{8}$ $67_{8}$ $153_{8}$ $1544_{8}$ $2063_{8}$ $479_{1}6$ $4AB_{1}6$ $BDE_{1}6$ $F0CA_{1}6$ $2D3F_{1}6$ Converta para a base indicada: $1428_{10}=X_{16}$ $428_{10}=X_{8}$ $28_{10}=X_{2}$ $F0F0_{16}=X_{2}$ $1428_{8}=X_{16}$ $1001010_{2}=X_{16}$ $1001010_{10}=X_{16}$ $1428_{16}=X_{8}$

Aula 2 - 5/2/15: Representações binárias
A tabela a seguir representa os númerios decimais de 0 a 15 pelos códigos binário convencinal, octal, hexadecimal, Gray, one-hot, Johnson e BCD.