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Introdução a Organização e Arquitetura de Computadores

Introdução a Organização e Arquitetura de Computadores. Projeto e Fabricação de Sistemas Digitais. Três ramos do conhecimento científico envolvidos: Ciência da Computação, Física de Semicondutores e Matemática Aplicada. Métodos de Fabricação Auxiliada por Computador. Ciência da Computação.

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Introdução a Organização e Arquitetura de Computadores

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Presentation Transcript

  1. Introdução a Organização e Arquiteturade Computadores

  2. Projeto e Fabricação de Sistemas Digitais • Três ramos do conhecimento científico envolvidos: • Ciência da Computação, Física de Semicondutores e Matemática Aplicada Métodos de Fabricação Auxiliada por Computador Ciência da Computação Física de Semicondutores Sistemas VLSI Matemática Aplicada Métodos de Projeto Auxiliado por Computador Métodos de Modelagem de Processos Físicos

  3. Projeto e Fabricação de SDs (Lei de Moore) • “A densidade de Circuitos Integrados dobra a intervalos regulares de 18 meses”. • Gordon E. Moore, (1965) • Transistores • em 96 - 0,25µm • em 98 - 0,12µm • hoje < 0,022µmou 22nm!!

  4. Processos Planares de Fabricação chip circuitos de teste • Chips • Área > 1cm2 • Espessura <1mm • > 1010dispositivos

  5. Complexidade de Projeto (Microprocessador Pentium-PRO) • Complexidade de projeto impede construção direta a partir da especificação • Solução • Decomposição hierárquica do processo de projeto • Modelos para representar o processo de projeto

  6. Domínio Estrutural Domínio Comportamental Sistêmico Arquitetural Processadores, Memórias, Barramentos Processos Comunicantes, Algoritmos Lógico Registradores, ULAs, Muxs, Decods HDLs, Transferência entre Registradores Portas Lógicas, Biestáveis Expressões Booleanas, Tabelas de Transição Elétrico Transistores, Lineares Funções de Transferência, Equações Diferenciais "Layout" de Transistores e Lineares Planta Baixa de Células Lógicas Planta Baixa de Blocos de CIs Placas, Módulos Multi-chip Domínio Geométrico Modelo de Gajski-Kuhn (Diagrama Y) • Eixo  Domínio de descrição (tipo de informação) • Círculo  Nível de abstração (quantidade de detalhes) • Intersecção círculo-eixo (vértices)  Descrição • Transformação entre níveis (aresta no grafo)  ferramenta

  7. Aplicação do Diagrama Simulação Domínio Estrutural Domínio Comportamental HDL Síntese Análise e edição Planta Baixa de Células Lógicas Domínio Geométrico

  8. Simulação VHDL(Simulador Active-HDL da ALDEC) • Janela de Simulação • Sinais • Formas de ondaMedidas • etc. • Janela de Recursos • Módulos • Arquivos de teste • Bibliotecas • Scripts

  9. Síntese VHDL(Framework ISE da Xilinx) • Componentes • ArquivosDispositivosBibliotecas Ferramentas eRelatórios Janela de mensagens Janela de edição

  10. Análise e Edição de Layout(FPGA Editor da Xilinx) Pinos do chip • Blocos lógicos • Portas • Flip-flopsetc. • Recursos de comunicação • muxes • switch boxes

  11. Exercícios • Pensar e responder: • Porque é necessário automatizar a construção de sistemas computacionais? • Quais são os eixos elementares de processos de construção de sistemas computacionais? • Comente sobre alguns tipos de operações que podem ser realizadas sobre etapas de um projeto • O que são níveis de abstração? • Exemplifique um sistema descrito em mais de um nível de abstração

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