Lei de Moore O número de transistores num circuito integrado duplica todos os 18 meses. Isto é extremamente relevante porque... as gates são feitas a partir de transistores!

Níveis de Integração Número de Gates Exemplos Small Scale Integration SSI 2-10 Lógica discreta (Portas AND, OR, etc.) Medium Scale Integration MSI Somadores, Multiplicadores, Contadores, etc. Large Scale Integration LSI Unidades Aritméticas e Lógicas, processadores simples, etc. Very Large Scale Integration VLSI > Processadores, Memórias, Chipsets, etc.

Ultimo Trabalho Prático

PONTOS IMPORTANTES (na implementação de circuitos) Nunca se ligam duas saídas juntas – Excepto em alguns circuitos, isso é um curto-circuito Não se deixam entradas não utilizadas a flutuar (i.e. sem estarem ligadas) Um circulo numa entrada, ou um traço por cima do nome de um sinal quer dizer “activo a 0”  lógica negativa. Um triângulo numa entrada, quer dizer que é activo por flanco (i.e. um sinal de relógio) Em lógica negativa, “activo” quer dizer estar a 0 – Por exemplo, o contador é limpo usando o sinal CLR, que é activo a zero. Quando o sinal está a 1, não tem efeito. Quando está a 0, faz com que o contador faça um reset.

Quiz Como é que se pode alterar o circuito apresentado para que o número a seguir a 9 seja 0?

Sistemas Digitais Circuitos Sequenciais

O que faz este circuito?

Colocando 1 em cima, 0 em baixo ? ? O ‘1’ surge em baixo! 1

0 Colocando o ‘1’ de cima a ‘0’ O ‘1’ mantem-se! 1

ACABAMOS DE CRIAR UMA CÉLULA DE MEMÓRIA!

0 Colocando ‘0’ em cima e ‘1’ em baixo A entrada de baixo passa a ‘0’, a de cima a ‘1’!

Latch (ou báscula) SR SET RESET Q Q SRQ n+1 00QnQn QnQn ??? Combinação proibida Tabela de Excitação S R Q Q

Dois tipos fundamentais de circuitos As saídas dependem unicamente das entradas COMBINACIONAIS SEQUENCIAIS As saídas dependem das entradas e do estado corrente da memória O sistema evolui ao longo do tempo através de um conjunto de estados

Circuitos síncronos e assíncronos As básculas são assíncronas, levando a imensos problemas a nível de sincronização. Na prática, os sistemas sequenciais utilizam o conceito de relógio e células de memória síncronas. – Existe um pulso de relógio que mantém o sistema sincronizado – Só existem alterações à saída dos circuitos de memória na transição (ou flanco) de 0 para 1 0 1

Flip-Flop D A célula de memória básica! D CLK Q Q DQ n Tabela de Excitação Note-se que o 0 ou o 1 só surgem no próximo evento de clock!

Registo de 4 bits

Exemplo de um circuito síncrono Um contador de dois bits Dois bits => dois flip-flops (Q1 e Q2) – O número de estados possíveis da máquina de estados reflecte-se directamente no número de flip-flops (i.e. células de memória) necessárias para a implementar Máquina de Estados

Contador Síncrono de 2 bits Q1 n Q2 n Q1 n+1 Q2 n Tabela de Transição de Estado Saídas QEntradas D D1 = Q1  Q2 + Q1  Q2 D2 = Q1  Q2 + Q1  Q2 D CLK Q Q (simplificável...)

Esquemático D1 = Q1  Q2 + Q1  Q2 D2 = Q1  Q2 + Q1  Q2

Simulação

Porque é que o pôr-do-sol é vermelho?