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PublicouJoão Lucas Bentes Barroso Alterado mais de 8 anos atrás
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Projeto de Circuitos Integrados Semidedicados Prof. Marcio Cunha Aula 02 – Arquiteturas de Sistemas Digitais
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Agenda Planejamento Projeto de Circuito Integrado Digital Famílias de Sistemas Digitais Fundamentos de Circuitos PLD’s Arquiteturas de Circuitos PLD’s
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Planejamento
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Agenda Planejamento Projeto de Circuito Integrado Digital Famílias de Sistemas Digitais Fundamentos de Circuitos PLD’s Arquiteturas de Circuitos PLD’s
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Projeto de Circuito Integrado Digital EspecificaçãoMicroarquiteturaRTLPortas LógicasLayout Arquiteto de Sistemas Projetista de HDL Síntese Lógica Posicionamento Roteamento Generalizado
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Projeto de Circuito Integrado Digital Personalização por todas as máscaras: Definição de todas as geometrias de dispositivos e conexões Personalização por algumas máscaras: Uso de matriz de transistores, matriz de portas lógicas ou MPGA’s Projetos das conexões Personalização após o encapsulamento: CI’s prontos (fabricados e encapsulados) Programação das conexões, resultando nas funções lógicas desejadas Implementação
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Agenda Planejamento Projeto de Circuito Integrado Digital Famílias de Sistemas Digitais Fundamentos de Circuitos PLD’s Arquiteturas de Circuitos PLD’s
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Famílias de Sistemas Digitais Sistemas Digitais: Nível 0
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Famílias de Sistemas Digitais A primeira categoria de dispositivos de lógica padrão refere- se a componentes digitais funcionais básicos (portas, flip- flops, decodificadores, multiplexadores, registradores, contadores etc.), disponíveis como CI’s SSI e MSI. Com a segunda categoria, de sistemas microprocessador/processamento digital de sinais (DSP), os dispositivos podem ser controlados eletronicamente e os dados manipulados pela execução de um programa de instruções. A terceira categoria são circuitos integrados de aplicação específica (ASIC), CI’s concebidos para uma aplicação específica. A solução de hardware para um projeto digital é sempre mais rápida do que a solução de software. Nível 1
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Famílias de Sistemas Digitais Dispositivos lógicos programáveis (PLDs), chamados dispositivos de campo de lógicas programáveis (FPLDs), podem ser configurados para criar qualquer circuito digital desejado para sistemas simples ou complexos. A arquitetura de PLD selecionada depende de sua aplicação, pois são muito diversificadas e dinâmicas: SPLD - dispositivos lógicos programáveis simples. CPLD - dispositivos lógicos programáveis complexos. FPGA - matrizes de portas programáveis em campo. CPLDs e FPGAs, também são chamadas dispositivos lógicos programáveis de alta capacidade (HCPLDs). ASIC’s
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Famílias de Sistemas Digitais Matrizes de portas são circuitos ULSI: As funções lógicas são criadas por interconexões de centenas de milhares de portas pré-fabricadas. Uma máscara de design customizada é usada, muito parecida com os dados armazenados em uma ROM programada por máscara. Individualmente são menos caras do que PLDs com mesmo número de portas. Processos de programação customizada são muito caros e requerem um longo período de espera. ASIC’s
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Famílias de Sistemas Digitais Células padrão ASIC’s usam blocos de construção da função de lógica predefinidos para criar o sistema digital desejado: Uma biblioteca de células disponíveis é armazenada em um banco de dados. Os custos do projeto para as células padrão ASIC’s são superiores aos MPGA’s, com maior tempo de espera. Funções baseadas em células são projetadas para serem muito menores que as funções equivalentes em matrizes portas: Permitem a operação, geralmente com maior velocidade e custos de fabricação mais baixos. ASIC’s
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Famílias de Sistemas Digitais ASIC’s totalmente personalizados (full-custom) são a melhor escolha ASIC: Todos os componentes e interconexões são personalizadas pelo projetista do CI. Requerem uma quantidade significativa de tempo e dinheiro, mas podem resultar em CI’s que podem operar na maior velocidade possível e exigem a menor área de chip, o que reduz significativamente o custo de produção. ASIC’s
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Famílias de Sistemas Digitais Arquitetura Simplificada de um FPGA
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Agenda Planejamento Projeto de Circuito Integrado Digital Famílias de Sistemas Digitais Fundamentos de Circuitos PLD’s Arquiteturas de Circuitos PLD’s
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Fundamentos dos Circuitos PLD’s
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Agenda Planejamento Projeto de Circuito Integrado Digital Famílias de Sistemas Digitais Fundamentos de Circuitos PLD’s Arquiteturas de Circuitos PLD’s
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Arquiteturas dos Circuitos PLD’s PROM O3 = A.B + C’.D’
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Arquiteturas dos Circuitos PLD’s PAL
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Arquiteturas dos Circuitos PLD’s Família MAX da ALTERA LAB – Logic Array Blocks (~SPLD) PIA – Programmable Interconnect Array
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Arquiteturas dos Circuitos PLD’s Família MAX e Família Cyclone da ALTERA
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Projeto de Circuitos Integrados Semidedicados Prof. Marcio Cunha Aula 02 – Arquiteturas de Sistemas Digitais
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