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.

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1 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!

2 Níveis de Integração Número de Gates Exemplos Small Scale Integration SSI 2-10 Lógica discreta (Portas AND, OR, etc.) Medium Scale Integration MSI 50-100 Somadores, Multiplicadores, Contadores, etc. Large Scale Integration LSI 100-10.000 Unidades Aritméticas e Lógicas, processadores simples, etc. Very Large Scale Integration VLSI > 10.000 Processadores, Memórias, Chipsets, etc.

3 Ultimo Trabalho Prático

4 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.

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

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7 Sistemas Digitais Circuitos Sequenciais

8 O que faz este circuito?

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

10 0 Colocando o ‘1’ de cima a ‘0’ 0 10 1 0 O ‘1’ mantem-se! 1

11 ACABAMOS DE CRIAR UMA CÉLULA DE MEMÓRIA!

12 0 Colocando ‘0’ em cima e ‘1’ em baixo... 1 01 0 A entrada de baixo passa a ‘0’, a de cima a ‘1’!

13 Latch (ou báscula) SR SET RESET Q Q SRQ n+1 00QnQn QnQn 1010 0101 11??? Combinação proibida Tabela de Excitação S R Q Q

14 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

15 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

16 Flip-Flop D A célula de memória básica! D CLK Q Q DQ n+1 001 110 Tabela de Excitação Note-se que o 0 ou o 1 só surgem no próximo evento de clock!

17 Registo de 4 bits

18 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 01 10 11 00 Máquina de Estados

19 Contador Síncrono de 2 bits 01 10 11 00 Q1 n Q2 n Q1 n+1 Q2 n+1 0001 0110 1011 1100 Tabela de Transição de Estado Saídas QEntradas D D1 = Q1  Q2 + Q1  Q2 D2 = Q1  Q2 + Q1  Q2 D CLK Q Q (simplificável...)

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

21 Simulação

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52 Porque é que o pôr-do-sol é vermelho?