Livro - Sistemas Digitais: Projeto, Otimização e HDLs

Este livro trata do projeto de sistemas digitais adotando uma abordagem muito atual. O texto suplanta outros livros sobre o assunto porque, além de introduzir os fundamentos, utiliza-os para projetar sistemas digitais de complexidade elevada e de utilidade prática. Enfatiza o projeto de componentes e também o nível de transferência entre registradores. Apresenta de forma sólida as bases do projeto digital, como é praticado profissionalmente, e prepara o leitor para temas mais avançados. Dirigido também para os profissionais atuantes, contém a análise dos FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), de importância fundamental na indústria. Uma outra característica de importância é o uso constante das linguagens de descrição de hardware (HDLs).



Sumário

-CAPÍTULO 1

Introdução

1.1 Sistemas digitais no mundo que nos cerca

1.2 O mundo dos sistemas digitais

1.3 Implementando sistemas digitais: programação de microprocessadores versus projeto de circuitos digitais

1.4 Sobre este livro

1.5 Exercícios

-CAPÍTULO 2

Projeto Lógico Combinacional

2.1 Introdução

2.2 Chaves

2.3 O transistor CMOS

2.4 Portas lógicas booleanas – blocos construtivos dos circuitos digitais

2.5 Álgebra booleana

2.6 Representações de funções booleanas

2.7 O processo de projeto lógico combinacional

2.8 Mais portas

2.9 Decodificadores e multiplexadores

2.10 Considerações adicionais

2.11 Otimizações e tradeoffs em lógica combinacional

2.12 Descrição de lógica combinacional usando linguagens de descrição de hardware

2.13 Resumo do capítulo

2.14 Exercícios

-CAPÍTULO 3

Projeto Lógico Seqüencial – Blocos de Controle

3.1 Introdução

3.2 Armazenando um bit – flip-flops

3.3 Máquinas de estados finitos (FSMs) e blocos de controle

3.4 Projeto de bloco de controle

3.5 Mais sobre flip-flops e blocos de controle

3.6 Otimizações e tradeoffs em lógica seqüencial

3.7 Descrição de lógica seqüencial usando linguagens de descrição de hardware

3.8 Perfil de produto – o marca-passo

3.9 Resumo do capítulo

3.10 Exercícios

-CAPÍTULO 4

Componentes de Blocos Operacionais

4.1 Introdução

4.2 Registradores

4.3 Somadores

4.4 Deslocadores

4.5 Comparadores

4.6 Contadores

4.7 Multiplicadores – estilo array

4.8 Subtratores

4.9 Unidades lógico-aritméticas – ALUs

4.10 Bancos de registradores

4.11 Tradeoffs com componentes de bloco operacional

4.12 Descrição de componentes de bloco operacional usando linguagens de descrição de hardware

4.13 Perfil de produto: uma máquina de ultra-som

4.14 Resumo do capítulo

4.15 Exercícios

-CAPÍTULO 5

Projeto em Nível de Transferência entre Registradores (RTL)

5.1 Introdução

5.2 O método de projeto RTL

5.3 Exemplos e questões de projeto RTL

5.4 Determinando a freqüência de relógio

5.5 Descrição em nível comportamental: passando de C para portas (opcional)

5.6 Componentes de memória

5.7 Filas (FIFOS)

5.8 Hierarquia – um conceito-chave de projeto

5.9 Otimizações e tradeoffs em projeto RTL

5.10 Descrição de projeto RTL usando linguagens de descrição de hardware

5.11 Perfil de produto – telefone celular

5.12 Resumo do capítulo

5.13 Exercícios

-CAPÍTULO 6

Otimizações e Tradeoffs

6.1 Introdução

6.2 Otimizações e tradeoffs em lógica combinacional

6.3 Otimizações e tradeoffs em lógica seqüencial

6.4 Tradeoffs de componentes de bloco operacional

6.5 Otimizações e tradeoffs em projeto RTL

6.6 Mais sobre otimizações e tradeoffs

6.7 Perfil de produto – gravador e tocador digital de vídeo

6.8 Resumo do capítulo

6.9 Exercícios

-CAPÍTULO 7

Implementação Física

7.1 Introdução

7.2 Tecnologias de ICs manufaturados

7.3 Tecnologia de ICs programáveis – FPGA

7.4 Outras tecnologias

7.5 Comparações entre tecnologias de ICs

7.6 Perfil de produto – display de vídeo gigante

7.7 Resumo do capítulo

7.8 Exercícios

-CAPÍTULO 8

Processadores Programáveis

8.1 Introdução

8.2 Arquitetura básica

8.3 Um processador programável de três instruções

8.4 Um processador programável de seis instruções

8.5 Programas exemplos em linguagem assembly e em código de máquina

8.6 Outras extensões do processador programável

8.7 Resumo do capítulo

8.8 Exercícios

-CAPÍTULO 9

Linguagens de Descrição de Hardware

9.1 Introdução

9.2 Descrição de lógica combinacional usando linguagens de descrição de hardware

9.3 Descrição de lógica seqüencial usando linguagens de descrição de hardware

9.4 Descrição de componentes de bloco operacional usando linguagens de descrição de hardware

9.5 Projeto RTL usando linguagens de descrição de hardware

9.6 Resumo do capítulo

9.7 Exercícios

-APÊNDICE A

Álgebras Booleanas

A.1 Álgebra booleana

A.2 Álgebra de chaveamento

A.3 Teoremas importantes na álgebra booleana

A.4 Outros exemplos de álgebras booleanas

A.5 Leituras adicionais

-APÊNDICE B

Tópicos Adicionais de Sistemas Binários de Numeração

B.1 Introdução

B.2 Representação de números reais

B.3 Aritmética de ponto fixo

B.4 Representação em ponto flutuante

B.5 Exercícios

-APÊNDICE C

Exemplo Estendido de Projeto RTL

C.1 Introdução

C.2 Projetando o bloco de controle da máquina de fornecer refrigerantes

C.3 Compreendendo o comportamento dos blocos de controle e operacional da máquina de fornecer refrigerantes