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PROJETOS DE CIRCUITOS DIGITAIS COM FPGA

Autor
CÉSAR DA COSTA

3ª Edição (2014)

Formatos Disponíveis Código do Produto Preço sugerido  
LIVRO IMPRESSO
224 páginas
ISBN: 9788536505855 R$ 103,00 Comprar

Esta obra apresenta e discute os princípios e as técnicas de projeto de circuitos digitais com dispositivos de lógica programável FPGA. Mostra o emprego de novas ferramentas computacionais no desenvolvimento de projetos por meio de exemplos e casos práticos do dia a dia do projetista de circuitos digitais. Abrange teoria básica da eletrônica digital, ambiente de software EDA, laboratório de circuitos digitais com FPGA e revisão de controladores digitais.
Traz uma nova metodologia de projeto de circuitos digitais, com a introdução do software Quartus II. Possui ainda exercícios com a linguagem VHDL, como, por exemplo, um circuito de alarme para automóvel, circuito de controle de um guindaste e outros.
A terceira edição, revisada e ampliada, traz um novo capítulo 7, que enfoca os Processadores Embarcados em FPGA, assunto que aborda o estado da arte na tecnologia de projetos digitais. Com base em um avanço tecnológico crescente, apresenta e discute o emprego da Lógica Programável no desenvolvimento e ensino da Eletrônica Digital e agora no Ensino dos Microprocessadores.
Para acompanhamento da parte prática do livro são necessários os softwares Quartus II Web Edition, versão 9.1 sp2, da empresa Altera Corporation (www.altera.com), e o kit de desenvolvimento DE2 da empresa Terasic Technologies Inc. (www.terasic.com).

CÉSAR DA COSTA
Jefferson Lee de Souza Ruiz

Capítulo 1 - Considerações sobre Lógica Programável
1.1 Aplicações de portas lógicas
1.2 Circuito lógico combinacional
1.2.1 Descrição de projeto
1.3 Ambiente de projeto com circuitos integrados tradicionais
1.4 Dispositivos lógicos programáveis (PLDs)
1.4.1 SPLDs
1.4.2 HCPLDs
1.4.2.1 Tecnologia CPLD
1.4.2.2 Tecnologia FPGA
1.5 Blocos de lógica programável
1.5.1 Granularidade
1.5.2 Arquitetura geral de roteamento
1.5.3 Técnicas de configuração
1.5.4 Famílias de FPGAs disponíveis no mercado
1.6 Desenvolvimento de projetos com uso de FPGA
1.6.1 Especificação e entrada de projetos
1.6.2 Síntese lógica e mapeamento
1.6.3 Posicionamento e roteamento
1.6.4 Verificação e teste
1.6.5 Programação do FPGA
1.6.5.1 Métodos de carregamento de programa
1.7 Ferramentas EDA de desenvolvimento de projetos
1.8 Testes de avaliação

Capítulo 2 - Ambiente de Software EDA (Electronic Design Automation)
2.1 Introdução
2.2 Software Quartus? II
2.2.1 Editor gráfico
2.2.1.1 Iniciar um novo projeto
2.2.1.2 Projeto com lógica combinacional
2.2.2 Linguagem de descrição de hardware (VHDL)
2.2.3 Editor de texto
2.3 Testes de avaliação

Capítulo 3 - Laboratório de Circuitos Digitais com Lógica Programável (FPGA)
3.1 Circuitos simples com portas AND, NAND e NOR
3.2 Circuito decodificador de duas linhas de entrada para quatro linhas de saída
3.3 Circuito somador Full Adder
3.4 Circuito digital a partir da expressão lógica
3.5 Circuito de controle de vazão de líquido
3.6 Projeto e simulação de contadores e divisores de frequência assíncronos ou ripples
3.7 Projeto e simulação de contadores e divisores de frequência síncronos
3.8 Projeto e simulação de registradores de deslocamento (shift register)
3.9 Projeto e simulação de um gerador de frequência
3.10 Projeto e simulação de circuitos digitais com funções programáveis (LPM)
3.11 Exercícios com a linguagem VHDL
3.11.1 Circuito de alarme para automóvel
3.11.2 Circuito de controle de um guindaste
3.11.3 Circuito decodificador BCD para display de sete segmentos
3.11.4 Relógio digital com módulo LCD
3.12 Teste de avaliação

Capítulo 4 - Introdução aos Controladores Digitais
4.1 Controladores digitais tradicionais
4.2 Princípio de funcionamento
4.2.1 Ciclo de trabalho da CPU
4.2.2 Tempos típicos de processamento
4.2.3 Tempos de atraso no processamento
4.3 Programação
4.3.1 Linguagem de diagrama de relés (Ladder)
4.4 Testes de avaliação

Capítulo 5 - Desenvolvimento de Controladores com FPGA
5.1 Nova arquitetura proposta para controladores digitais
5.1.1 Descrição de funcionamento da arquitetura proposta
5.1.1.1 Bloco de lógica programável FPGA
5.1.1.2 Circuitos de entradas
5.1.1.3 Circuitos de saídas
5.1.1.4 Bloco de memória e configuração
5.1.1.5 e de alimentação
5.2 Protótipo de hardware para o controlador
5.3 Desenvolvimento de uma biblioteca de macroinstruções gráficas
5.3.1. Macroinstruções gráficas do tipo relé
5.3.1.1 Macroinstrução contato normalmente aberto (NA)
5.3.1.2 Macroinstrução contato normalmente fechado (NF)
5.3.1.3 Macroinstrução 2NAE
5.3.1.4 Macroinstrução 2NAOU
5.3.1.5 Macroinstrução 2NFE
5.3.1.6 Macroinstrução 2NFOU
5.3.1.7 Macroinstrução 2NAENF
5.3.1.8 Macroinstrução 2NAOUNF
5.3.2 Megafunções gráficas lpm
5.3.3 Macroinstrução gráfica contador crescente
5.3.4 Macroinstruções gráficas contador decrescente
5.3.5 Macroinstruções antibouncing
5.3.6 Macroinstruções gráficas de temporização
5.3.6.1 Macroinstrução TOND
5.3.6.2 Macroinstrução TONC
5.4 Testes de avaliação

Capítulo 6 - Aplicações Práticas

6.1 Sistema de controle para transportador automático de peças
6.1.1 Fluxograma analítico
6.1.2 Programa de aplicação
6.2 Sistema de controle para semáforo
6.2.1 Descrição do sistema
6.2.2 Fluxograma analítico
6.2.3 Programa de aplicação
6.3 Testes de avaliação

Capítulo 7 - Processadores Embarcados em FPGA

7.1 Sistemas Embarcados
7.2 Hardware Embarcado para Processador Digital
7.3 Introdução aos Sistemas SOPC (Sistema Programável em um único Chip)
7.4 Processadores IP Core
7.4.1 Processador Software Core NIOS II
7.4.2 Fluxo de Projeto SOPC
7.5 Exercícios com a Interface Gráfica SOPC Buider
7.5.1 Projeto de Hardware de um Processador NIOS II Embarcado em FPGA
7.5.2 Integração do Processador NIOS II em Projetos com o Software Quartus II
7.5.3 Projeto de Software de um Processador NIOS II Embarcado em FPGA
7.5.4 Iniciando o Programa de Aplicação
7.5.5 Programando o Processador NIOS II com a Linguagem Assembler
7.5.6 Utilizando o programa 'Altera Monitor Program'
7.5.7 Programando o Processador NIOS II com a Linguagem C
7.6 Teste de Avaliação

Apêndice A - Biblioteca do Software Quartus II
A.1 Biblioteca primitiva
A.1.1 Elementos lógicos
A.1.2 Flip-flops e latches
A.1.3 Terminais de E/S
A.2 Biblioteca de megafunções
A.2.1 Componentes aritméticos
A.2.2 Componentes de armazenamento
A.2.3 Portas lógicas
A.2.4 Componentes de E/S

Apêndice B - Kit de Desenvolvimento DE2

Bibliografia

Glossário

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