Eletrônica Digital I. Prof. Ricardo Pedroni

Transcrição

1 Eletrônica Digital I Prof. Ricardo Pedroni

2 Aula 02 Prof. Ricardo Pedroni

3 Bits e Bytes

4 Bits e Bytes Lógica de dois níveis o Valores Válidos: ZERO: 0 UM: 1 Só isso? Conjunto de bits o 8 bits formam um byte

5 Bits e Bytes Conjunto de Bits o MSB Bit Mais Significativo o LSB Bit Menos Significativo Bits e bytes podem ser atribuídos valores

6 Bits e Bytes Conjunto de Bits Por exemplo, valores binários sequencias (valor numérico) Mas antes disso, vamos dar uma olhada em nossos dedos

7 Bits e Bytes Já ouviram falar do sistema (base) decimal? 10 E da base binária? 2

8 Bits e Bytes Oh, céus! Será que existem números representados por outras bases numéricas? Como decorar todos?

9 Bits e Bytes Mas será que só números inteiros positivos podem ser representados dentro dos computadores?

10 Bits e Bytes Não! Exemplo: Caracteres o Código ASCII (valor literal / caracter)

11 Circuitos Digitais

12 Circuitos Digitais Funções Binárias o Todo circuito digital pode ser representado por uma função binária (desde simples a muito complexa) Exemplo textual: o João está feliz quando chove ou quando é o final de semana. Exemplo booleano: o happy = chuva OR fds

13 Circuitos Digitais Portas Lógicas o Baseado na álgebra booleana e fundamento de todo o mundo digital o Um dos níveis de abstração de circuitos digitais

14 Circuitos Digitais Portas Lógicas

15 Circuitos Digitais Portas Lógicas o Baseado na álgebra booleana e fundamento de todo o mundo digital o Um dos níveis de abstração de circuitos digitais

16 Circuitos Digitais Portas NOT (inversora)

17 Circuitos Digitais Portas AND (E)

18 Circuitos Digitais Portas OR (OU)

19 Circuitos Digitais Portas XOR (OU exclusivo)

20 Circuitos Digitais Portas NAND (Não E)

21 Circuitos Digitais Portas NOR (Não OU)

22 Circuitos Digitais Portas XNOR (Não OU exclusivo)

23 Circuitos Digitais Portas Lógicas

24 Circuitos Digitais Combinação de Portas Lógicas

25 Circuitos Digitais Combinação de Portas Lógicas

26 Circuitos Digitais Combinação de Portas Lógicas

27 Circuitos Digitais Portas Lógicas o Não possuem memória o Toda saída depende apenas do valor da entrada naquele momento Registradores o Todo registrador tem memória

28 Circuitos Digitais Registradores o Flip-flops - Bordas o Latches - Níveis D Flip-flop (DFF) o Mais utlizado Vamos ver melhor tudo isso lá na frente

29 Circuitos: Hardware

30 Circuitos Circuitos Integrados (Cis) o Transistores o Tensões de alimentação o Consumo o BJT bipolar x FET (e.g. MOSFET) Número de transistores o Lembra do 4004? (10µm) o Intel Xeon Chutem! (32nm)

31 Circuitos Encapsulamento DIP: Dual In-line Package PLCC: Plastic Leaded Chip Carrier LQFP: Low-profile Quad Flat Pack TQFP: Thin Quad Flat Pack PQFP: Plastic Quad Flat Pack FBGA: Fine pitch Ball Grid Array FBGA Flip-Chip: FBGA constructed with flip chip technology PGA2 Flip-Chip: Pin Grid Array constructed with flip-chip

32 Circuitos PCB Placas de Circuito Impresso o É a via para que sinais de diferentes dispositivos cheguem uns aos outros

33 Circuitos PCB o Fiba de vidro, resina, cobre o Podem ter várias camadas (1 ~ +30) o Complexidade baseada no projeto

34 Circuitos Software e Hardware o Software roda em cima de hardware o Software pode ou não exisitr junto com hardware o Tarefas extremamente complicadas ficaram mais fáceis (ou pelo menos, menos complicadas) o Virtualmente todos os setores acadêmicos e comercias utilizam software e hardware digital

35 Valores Lógicos e Físicos

36 Valores Lógicos e Físicos Na vida real.. o Sinal elétrico (mesmo que em circuito digital) analógico sinal físico o Circuitos tem valores de alimentação que definem os níveis lógicos o V CC /V DD e GND o V CC = 1 o GND = 0

37 Valores Lógicos e Físicos Formas de Ondas Binárias o Mesmo valores binários são na analógicos no mundo real (mas para efeitos práticos, assumem apenas 0 e 1 )

38 Formas de Valores Lógicos e Físicos Ondas Binárias

39 Conclusão

40 Conclusão História do Digital Analógico x Digital Bits e Bytes - Binários Circuitos Digitais Valores Lógicos x Físicos Hardware, Software

41 O Fim. Perguntas? Não? Então palmas para o professor. Desfaio do dia: Morte Molhada

42 Exercícios 1. Em suas próprias palavras, defina digital e analógico, aponte a diferença entre os dois. 2. Explica os benefícios e as desvantagens de aumentar e/ou diminuir o número de degraus (~bits) na conversão de sinais analógicos para digital. 3. Explique, com suas palavras, o que é um bit e como ele pode representar, computacionalmente, tantos elementos diferentes (números, caracteres, etc.).