Avisos

Enquadramento

Disciplina: Sistemas Digitais Reconfiguráveis (SDR), ano lectivo 2006/2007, 1º Semestre
Área científica: Electrónica
Curso: Lic. em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
Escolaridade semanal: 2 horas de aulas teóricas, 2 horas de aulas práticas

Programa

Objectivos:

Os objectivos de SDR consistem em introduzir a tecnologia de desenvolvimento de sistemas digitais com base em linguagens da descrição de hardware (HDL - hardware description languages), nomeadamente com base em linguagem VHDL.

• Considerar e discutir conceitos básicos de VHDL: estrutura básica do código; entidade e arquitectura; livrarias; configuração; descrição comportamental e estrutural; software; exemplos das descrições de hardware (portas lógicas, flip-flops, multiplexadores, codificadores, descodificadores, contadores, registos de deslocação, etc.).
• A linguagem VHDL: nomes, literais, sinais e variáveis; declarações de sinais e variáveis; declaração de constantes; atribuições de sinais e variáveis; atribuição concorrente e sequencial; agregações; tipos e subtipos; conversão de tipos; arrays; atributos; operadores; processos; comandos: if, case, for, while, next, exit, null, wait, generate, generic, block; funções e procedimentos; pacotes.
• Abordar e analisar em detalhe todos os métodos e ferramentas que permitem gerar o código VHDL para vários blocos parametrizáveis; Xilinx Core Generator; templates para síntese; StateCAD que permite gerar automaticamente códigos de máquinas de estados finitos; simulação; software ModelSim.
• Desenvolver aplicações práticas em áreas de computação, electrónica, telecomunicações e em outras que estejam relacionadas com a especialização dos alunos (exemplos: circuitos que suportam várias interfaces (RS232, Centronics, USB, PCI, etc.), processadores de uso especial, circuitos de uso específico tais como ordenação de dados, controlo hierárquico, problemas combinatórios, etc.).

Programa

• Introdução às linguagens de descrição de hardware.
• Linguagem VHDL.
• Descrição de circuitos ao nível estrutural e ao nível comportamental.
• Descrição de circuitos de uso geral com base em linguagem VHDL.
• Livrarias de uso geral e de utilizador.
• Métodos e ferramentas que suportam desenvolvimento de circuitos digitais com base em VHDL: síntese e simulação; ferramentas Xilinx Core Generator, ModelSim, Xilinx synthesis templates.
• Desenvolvimento de aplicações práticas.

Avaliação

A avaliação da disciplina de Sistemas Digitais Reconfiguráveis terá duas componentes:

• Avaliação teórica - 60%;
• Avaliação prática - 40%.

A nota mínima para cada uma das duas componentes (teórica e prática) é de 7 valores.

Nota importante: Os alunos do regime ordinário são obrigados a frequentar pelo menos dois terços das aulas práticas da disciplina.

Bibliografia recomendada

• V. Sklyarov, I. Skliarova, Tutorials.
• V. Sklyarov, I. Skliarova, Teaching Reconfigurable Systems: Methods, Tools, Tutorials and Projects, IEEE Transactions on Education, vol. 48, no. 2, May 2005, pp. 290-300.
• P.J. Ashenden, The Designer's Guide to VHDL, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., 2006.
• P.J. Ashenden, VHDL Tutorial, Elsevier Science, 2004.
• http://www.xilinx.com/
• http://www.model.com/support/documentation.asp
• V. Sklyarov, I. Skliarova, Ferramentas para desenvolvimento de sistemas digitais reconfiguráveis, Electrónica e Telecomunicações, Vol. 3, Nº 8, Jan. 2003, pp. 743-764.
• V. Sklyarov, Síntese e Implementação de Circuitos Digitais Reconfiguráveis Dinamicamente, Electrónica e Telecomunicações, Vol. 3, Nº 8, Jan. 2003, pp. 713-719.
• V. Sklyarov, Modelação em C++, Síntese e Implementação de Circuitos Digitais com base em FPGA, 1996, Electrónica e Telecomunicações, Jan., Vol. 3, Nº 5, 2002.