DLP29006-Engtelecom (Diário) - Prof. Marcos Moecke

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Registro on-line das aulas

Unidade 1 - Introdução a disciplina

  • 4 ENCONTROS
Unidade 1 - Introdução a disciplina
Encontro 1 (18 ago.)
  • APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
  • Os materiais, prazos, documentação, histórico de trabalhos anteriores estão publicados nesta wiki.
  • A PÁGINA DA DISCIPLINA contem os materiais que não alteram entre semestre.
  • Nesta página está o REGISTRO DIÁRIO E AVALIAÇÕES.
  • Para a realização e entrega das atividades será utilizada a plataforma Moodle.
  • Para a comunicação entre professor-aluno, além dos avisos no SIGAA, utilizaremos o chat institucional. É necessário que forneçam o seu email institucional para serem cadastrados.
  • Para participar das aulas é recomendado que o aluno acesse a Nuvem do IFSC ou instale a VM com softwares Quartus II e Modelsim.
  • Introdução aos dispositivos lógicos programáveis:
  • Conceito, tipos de PLDs
  • SPLD: PAL, PLA e GAL
  • CPLDs
Encontro 2 (23 ago.)
Exemplos de PLDs

Figura 1.1 - Macrobloco do PLD EP300 da ALTERA
Ep310 macrocell.jpg
Fonte: https://www.altera.com/solutions/technology/system-design/articles/_2013/in-the-beginning.html.

Figura 1.2 - Macrocélula dos PLDs Clássicos EP600, EP900, EP1800 da ALTERA (1999)
Macrocell EP900.png
Fonte: https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/ds/archives/classic.pdf.

Figura 1.3a - Architetura do PLD EP1800 da ALTERA
Ep1800 block diagram.jpg
Fonte: https://www.altera.com/solutions/technology/system-design/articles/_2013/in-the-beginning.html.

Figura 1.3b - Architetura do PLD EP1800 da ALTERA
Ep1800 block diagram2.jpg
Fonte: https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/ds/archives/classic.pdf.

Figura 1.5 - Pinagem e tipos de encapsulamento do PLD EP1800 da ALTERA
PackagePinOut EP1810.png
Fonte: https://www.altera.com/content/dam/altera-www/global/en_US/pdfs/literature/ds/archives/classic.pdf.

Figura 1.6 - Architetura do CPLD MAX 5000 da ALTERA
Max 5000 architecture.jpg
Fonte: https://www.altera.com/solutions/technology/system-design/articles/_2013/in-the-beginning.html.
  • Preços
  • Fabricantes de DLPs/FPGAs e familias de DLPs atuais.
  • Ver também:
  • Arquitetura de FPGAs (Xilinx e Altera): CLB, LAB, RAM, DSP, Clock, PLL, I/O
Exemplos de FPGA

Figura 1.7 - Arquitetura simplificada de FPGA da Intel/Altera e Xilinx
ArquiteturaFPGAs.png
Fonte: [1] pag. 423.

Figura 1.8 - Diagrama simplificado da Slice L de um FPGA Xilinx
SliceL FPGAs.png
Fonte: [1] pag. 424.

Figura 1.9 - Diagrama simplificado da ALM de um FPGA Intel/Altera
ALM FPGAs.png
Fonte: [1] pag. 425.

Figura 1.10 - Leiaute de um FPGA Intel/Altera
Leiaute FPGAs.png
Fonte: [1] pag. 426.

Figura 1.11 - Leiaute de um FPGA Xilinx genérico
Leiaute2 FPGAs.jpg
Fonte: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780750678667500032.

Figura 1.12 - Roteamento de sinal em um FPGA
Roteamento FPGAs.jpg
Fonte: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780750678667500032.

Figura 1.13 - Tecnologias usadas na configuração de FPGAs
FPGA programming.png
Fonte: https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/one-time-programmable.
Leituras complementares para a unidade
  • Historia, processo de produção dos chips.
Curiosidades do mundo digital

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Unidade 3 - Tipos de Dados e Operadores em VHDL

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Unidade 4 - Código Concorrente

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Unidade 5 - Código Sequencial

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Unidade 6 - Projeto a nível de Sistema

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Unidade 7 - Maquinas de Estado Finitas

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Avaliações

Nas avaliações A1 e A2 serão realizadas de forma presencial e vocês poderão consultar apenas as folhas entregues:

Dica use também como fonte de consulta os templates do Quartus.
Ao final das avaliações o aluno deverá enviar a avaliação para a plataforma Moodle com os arquivos solicitados.



Figura 1 - Interface transmissora serial
APF DLP29006 2017 2 UART TX.png
Fonte: Elaborado pelo autor.

Figura 2 - Interface receptora serial
APF DLP29006 2017 2 UART RX.png
Fonte: Elaborado pelo autor.
  • A entrada DATA_IN deve ter apenas 8 bits e usar as chaves do kit como entrada de dados, e o valor deve ser mostrado em dois displays de sete segmentos em hexadecimal (0 a F)
  • A saída DATA_OUT deve ter apenas 8 bits usar os leds como saída de dados, e o valor também deve ser mostrado em dois displays de sete segmentos em hexadecimal (0 a F)
  • As taxa de transmissão deverão ser geradas a partir do clock principal CLK50MHz do kit a ser utilizado.
  • A seleção da taxa de transmissão será feita através das chaves SW_BAUD_TX[1..0] para o transmissor e das SW_BAUD_RX[1..0] para o receptor.
Por exemplo:
00 => 0.1 bps, 01 => 10 bps, 10 => 9600 bps, 11 => 100 kbps.
  • Na transmissão deverá ser enviado um bit paridade (par ou impar) de acordo com a chave seletora SW_PARITY.
0 => paridade par, 1 => paridade impar.
  • No receptor a saída RX_ERROR deve ser usada para indicar que houve erro na recepção do dado.
  • O sistema no seu TOP LEVEL deverá ser constituído de um Conversor Paralelo Serial, um Conversor Serial Paralelo, dois Geradores de Baud Rate, um Gerador de Paridade, um Detector de Paridade, um Circuito de Entrada de Dados, e um Circuito de Saída de Dados.
  • O projeto deve ser desenvolvido integrando estes componentes no TOP LEVEL, de modo que neste nível existam apenas conexões entre estes componentes. Recomenda-se utilizar também componentes para a criação dos circuitos no segundo nível. O reuso de componentes já desenvolvidos nas aulas é fortemente encorajado.
  • Durante a fase das simulações recomenda-se alterar o valor da frequência do CLK50MHz para um clock menor de modo a viabilizar uma simulação mais rápida. As simulações de cada componente do TOP LEVEL e da integração de todos componentes no TOP LEVEL devem ser feitas no MODELSIM.
  • O sistema deverá ser implementado, testado e demonstrado no kit de hardware FPGA DE2-115 usando as chaves e leds disponíveis e os pinos da GPIO para acionar circuitos externos. (opcional)
  • O arquivo QAR do projeto, e os arquivos .do do MODELSIM devem ser enviados antecipadamente para o professor para conferencia antes da implementação no kit de hardware.
  • Escreva um relatório técnico contendo os resultados em no máximo 10 paginas A4. O relatório além das tabelas com os dados de frequência máxima, número de componente, número de pinos, deverá conter a figura dos circuitos RTL da ENTITY top level com uma explicação do seu funcionamento. Também devem ser apresentadas as simulações funcionais e uma análise textual dos resultados obtidos. A descrição da função dos pinos no Kit DE2-115 também deve ser feita.

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ATIVIDADE EXTRA-CLASSE (AE)

A soma das atividades Extra-classe será correspondente a 20% do conceito final na disciplina. A entrega das mesmas será feita pelo Moodle da disciplinas, e cada dia de atraso irá descontar 0,2 na nota da atividade. Muitas dessas atividades também possuem BÔNUS que são adicionados aos conceitos das avaliações A1 e A2. Para os BÔNUS só serão considerados projetos entregues no prazo.

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  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 PEDRONI, Volnei A. Eletrônica digital moderna e VHDL; 1ª ed. Rio de Janeiro:Elsevier, 2010. 619p. . ISBN 9788535234657
  2. PEDRONI, Volnei A. Circuit Design and Simulation with VHDL; 2ª ed. Massachusetts-EUA:MIT, 2010. 608 p. ISBN 9780262014335