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Plano de Ensino

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Curso de Verilog no HDLBits

OBJETIVOS GERAIS

Ao final da disciplina o estudante deve ser capaz de projetar e analisar circuitos digitais combinatórios e sequenciais e executar sua implementação usando circuitos integrados e linguagem de descrição de hardware.

EMENTA

Conceitos fundamentais de eletrônica digital. Representação digital da informação. Álgebra booleana. Tabelas verdade e portas lógicas. Expressões lógicas e formas canônicas. Estratégias de minimização de circuitos. Elementos de memória. Máquinas de estado (Mealy e Moore). Circuitos funcionais típicos (combinacionais e sequenciais).

CARGA HORÁRIA

90 horas

INSCRIÇÕES

• Apenas para alunos da UFSCar

DURAÇÃO DOS TÓPICOS

Horas	Tópico	Semana	Slides
...	Primeira Parte: Circuitos Combinacionais
3	Introdução	1a	[01]
3	Representação Digital da Informação	1a	[02]
6	Funções e Circuitos Lógicos	2a	[03]
3	Algebra Booleana	3a	[04]
3	Diagramas de Venn	3a	[05]
3	Síntese Lógica	4a	[06]
3	Exemplos de Projeto	4a	[07]
3	Introdução às Ferramentas CAD	5a	[08]
3	Introdução à Verilog	5a	[09]
2	Mapas de Karnaugh (i)	6a	[10]
2	Mapas de Karnaugh (ii)	6a	[11]
2	Mapas de Karnaugh (iii)	6a	[12]
3	Representação Numérica e Circuitos Aritméticos	7a	[13]
3	Projeto de Circuitos Aritméticos com Verilog	7a	[14]
2	Multiplexadores	8a	[15]
2	Conversores de Códigos	8a	[16]
2	Outros Circuitos Combinacionais	8a	[17]
...	Segunda Parte: Circuitos Sequenciais
2	Latches e Flip-flops	9a	[18]
2	Registradores	9a	[19]
2	Implementação em Verilog	9a	[20]
6	Análise de Tempo	10a	[21]
2	Máquinas de Estados Finitos (i)	11a	[22]
2	Máquinas de Estados Finitos (ii)	11a	[23]
1	Máquinas de Estados Finitos (iii)	11a	[24]
1	Máquinas de Estados Finitos (iv)	11a	[25]
3	Minimização de Máquinas de Estados Finitos	12a	[26]
3	Análise de Circuitos Sequenciais	12a	[27]
6	Estruturas de Barramentos	13a	[28]
3	Exercício: Aquecedores	14a	[29]
3	Exercício: Semáforo	14a	[30]
6	Avaliações	15a

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Ao final do curso os participantes deverão ser capazes de: - Reconhecer funções lógicas e suas aplicações; - Aplicar métodos de síntese de funções lógicas realizando otimizações; - Entender representações numéricas e circuitos aritméticos comparando suas vantagens e desvantagens; - Analisar circuitos lógicos, diferenciando os combinacionais dos sequenciais e determinando seu comportamento; - Avaliar circuitos lógicos, identificando possíveis problemas e oportunidades de melhoria; - Criar e testar circuitos lógicos, garantindo seu correto funcionamento.

ESTRATÉGIA DE ENSINO:

Em todos os tópicos de conteúdo as seguintes estratégias de ensino serão adotadas: - Aulas expositivas assíncronas (videoaulas) versando sobre a temática do tópico; - Elaboração de exercícios individuais (questionários) para consolidação da teoria; - Práticas de laboratório (simulações) em grupos para consolidação da teoria e das habilidades técnicas.

ATIVIDADES DOS ALUNOS:

• Assistir às videoaulas gravadas, com duração total média de 40 minutos;
• Ler o material recomendado (e complementar), o que poderá ser feito antes ou depois de assistir a videoaula, e para o que se estima uma duração total de 20 a 40 minutos;
• Responder a um questionário individual no AVA, o que será usado para contabilizar a frequência nesta semana, atividade para a qual se estima uma duração de 15 a 30 minutos;
• Resolver um exercício em grupo, indicado pelos professores, elaborar um relatório e entregar, atividade para a qual estima-se até 3 horas de dedicação dos alunos;
• Participar de dois momentos avaliativos por videoconferência, agendados previamente com os professores, conforme especificado na seção Procedimentos de avaliação do aluno.

RECURSOS A SEREM UTILIZADOS:

• Ambiente virtual de aprendizagem (AVA) que, no caso desta disciplina, será o Moodle UFSCar;
• Videoaulas gravadas e disponibilizadas no YouTube e no AVA;
• Webconferências via Google Meet nas quais os alunos só poderão participar usando o email institucional;
• Questionários e fórum de discussão no AVA;
• Simuladores disponíveis na Internet para solução de exercícios;
• Materiais em PDF disponibilizados no AVA.

REFERÊNCIAS

• Ricardo dos Santos Ferreira e Ricardo Menotti, Introdução à Lógica Digital com Verilog, 2023¹
• Stephen Brown and Zvonko Vranesic, Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design (3^rd Edition), 2014
• Deepak Kumar Tala, World of ASIC, 2014
• HDLBits — Verilog Practice
• Introdução ao Projeto de Circuitos Digitais utilizando FPGA

AGRADECIMENTOS

Agradeço aos colegas de departamento Artino, Inoue, Luciano, Maurício e Kato, que dividiram a oferta da disciplina comigo, fazendo diversas contribuições para o curso. Agradeço também ao Prof. Ricardo Ferreira² pela coautoria no livro, ao Prof. Rodolfo Azevedo³ pela ajuda com o GitHub Classroom e ao Prof. Lucas Wanner⁴ pela ajuda com o Auto Multiple Choice.

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1. Além do livro texto, cada aula/slide/tutorial pode ter referências complementares. ↩

2. https://www2.dpi.ufv.br/prof-ricardo-dos-santos-ferreira/ ↩

3. https://www.ic.unicamp.br/~rodolfo/ ↩

4. https://www.ic.unicamp.br/~lucas/ ↩