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Sistemas Digitais I

Código:

LEEC12110

Sigla:

SDI

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrónica e Telecomunicações

Ocorrência: 2022/2023 - 2S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.ips.pt/2223/course/view.php?id=1897
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Eletrotécnica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
EEC	70	Plano de Estudos	1	-	6	75	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Ao nível teórico, esta disciplina pretende dotar os alunos com os conhecimentos fundamentais de sistemas digitais bem como do seu controlo através de máquinas de estados síncronas.
Ao nível prático, pretende-se que os alunos se familiarizem com o software de desenho e simulação de circuitos digitais e complementarmente conheçam os componentes digitais TTL e CMOS mais comuns. Pretende-se, também, que desenvolvam capacidades de síntese e análise de circuitos (especialmente para detecção e correcção de erros e avarias). Esta disciplina tem por objectivo, ainda, a iniciação dos alunos ao desenvolvimento autónomo de projectos.

Resultados de aprendizagem e competências

.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Conhecimentos básicos de electricidade.

Programa

Funções lógicas: Variáveis e Funções Lógicas; Operadores Lógicos; Representação de Funções Lógicas; Álgebra de Boole; Circuitos com Portas NAND, NOR e AOI; Formatos Normalizados.
Optimização de Funções Booleanas: Manipulação Algébrica; Mapas de Karnaugh; Funções com Especificação Incompleta; Método Tabular de Quine-McCluskey.
Códigos e Aritmética Binária: Bases de Numeração; Representação Binária de Números com Sinal; Soma e Subtracção Binárias; Códigos Binários.
Circuitos Combinatórios Básicos: Codificadores, Descodificadores e Transcodificadores; Multiplexers e Demultiplexers; Somadores; Comparadores.
Circuitos Sequenciais Básicos: Latch Estático e Latch Dinâmico; Flip-Flop Master-Slave; Flip-Flop JK Master Slave e Edge-Triggered; Caracterização Temporal.
Registos e Contadores: Registos e Transferência de Dados Entre Registos; Registos de Deslocamento; Contadores em Anel; Contadores Binários Síncronos; Contadores Assíncronos; Caracterização Temporal e Comparação.
Circuitos Sequenciais Síncronos: Máquinas de Estados de Moore; Máquinas de Estados de Mealy; Eliminação de Estados Redundantes; Realizações Directas por Registo de Deslocamento; Realizações Directas por Contadores.

Bibliografia Obrigatória

Stephen Brown, Zvonko Vranesic; Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design, McGraw Hill, 2014. ISBN: 9780073380544 (https://www.mheducation.com/highered/product/fundamentals-digital-logic-verilog-design-brown-vranesic/M9780073380544.html)
Morgado Dias; SISTEMAS DIGITAIS - PRINCÍPIOS E PRÁTICA, FCA, 2013. ISBN: 978-972-722-700-6 (https://www.fca.pt/pt/catalogo/informatica/hardware-arquitetura-de-computadores/sistemas-digitais/)

Bibliografia Complementar

GUILHERME ARROZ, JOSÉ MONTEIRO, ARLINDO OLIVEIRA; ARQUITECTURA DE COMPUTADORES: DOS SISTEMAS DIGITAIS AOS MICROPROCESSADORES, ISTPress, 2020. ISBN: 978-972-8469-54-2 (http://istpress.tecnico.ulisboa.pt/en/node/236)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas:
Nestas são leccionados conceitos básicos de cada um dos temas do programa. São desenvolvidos exemplos ilustrativos das diversas matérias e executam-se exercícios de aplicação com o fim de consolidar a metodologia adequada às diversas situações. [EaD-COVID19] Também são realizadas diversas actividades para consolidação dos conhecimentos adquiridos. Essas actividades incluem a resolução de exercícios, participação em fóruns de discussão e esclarecimento de dúvidas, colaboração na construção de um glossário, consulta de materiais complementares e realização de micro-testes.
Aulas laboratoriais:
Paralelamente, decorrem aulas laboratoriais onde o aluno executa trabalhos de aplicação dos conhecimentos adquiridos nas aulas teórico-práticas. Uma parte das aulas de laboratório destina-se ao desenvolvimento de um projecto em que se pretende utilizar uma das técnicas de controlo aprendidas.

Software

https://digilent.com/shop/software/digilent-waveforms/
https://www.kicad.org/

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Defesa pública de dissertação, de relatório de projeto ou estágio, ou de tese	30,00
Teste	50,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	2,00
Elaboração de projeto	20,00
Estudo autónomo	45,00
Frequência das aulas	70,00
Trabalho laboratorial	25,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Existem duas componentes de avaliação: uma teórica (T) e uma prática (P). 
A avaliação teórica pode ser obtida pela realização de 3 minitestes (mT) ao longo do semestre ou, para os alunos excluídos da avaliação contínua, por um exame (Ex) no final do semestre.
Não é possível realizar mais do que uma prova em cada data de avaliação pelo que, um aluno que reprove a algum dos minitestes, apenas poderá recuperar essas provas na data do exame. A nota teórica resulta da média dos minitestes ou da nota de exame e é um valor apresentado com 2 casas decimais.

A avaliação prática é composta por trabalhos de laboratório (L) e um projecto final (PF), trabalhos que têm que ser originais e elaborados com a participação activa de todos os membros do grupo que o aluno integre. Nota: o número dos trabalhos de laboratório depende do calendário lectivo conforme planeamento apresentado aos alunos.
Cada trabalho de laboratório é avaliado em função do desempenho dos aluno na preparação dos trabalhos e nas respectivas aulas, do relatório apresentado e da discussão final.
A avaliação prática é determinada pela média ponderada da classificação obtida em cada trabalho de laboratório e no projecto e apresenta-se com 2 casas decimais.
Esta componente da avaliação só estará concluída quando cumpridos os prazos estabelecidos e após devolução de todos os componentes e outros materiais requisitados no laboratório.
A não entrega ou reprovação nalgum dos trabalho de laboratório ou a não conclusão ou reprovação do projecto final resultam em reprovação na unidade curricular.
Para alunos que sejam excluídos da avaliação contínua não está prevista, no momento de escrita desta ficha, nenhuma alternativa para a obtenção da avaliação prática necessária ao sucesso nesta unidade curricular. Esses alunos terão, no prazo máximo de 15 dias consecutivos após a exclusão da avaliação contínua (ou do último dia de aulas se este ocorrer primeiro), que contactar o responsável da UC para se encontrar uma solução que viabilize a conclusão da avaliação prática em tempo útil.
A nota mínima em cada um dos instrumentos da avaliação é 9,50 valores.

Fórmula de cálculo da classificação final

NF = 0,5 x T + 0,5 x P
em que:
T = MAX((mT1 + mT2 + mT3) / 3; Ex)
P = 0,4 x MÉDIA(Lx) + 0,6 x PF
com T>=9,50; Lx>=9,50 (para todo o x); PF>= 9,50
Legenda:
NF - Nota Final
T - Nota do Exame ou média dos minitestes (ver nota 1)
P - Nota da componente prática
mTx - Nota do miniteste x (ver nota 1)
Lx - Nota do trabalho de laboratório x (ver nota 2)
PF - Nota do Projecto Final da disciplina
Notas:
(1) No caso da avaliação teórica se basear em minitestes, todos têm que ter uma classificação igual ou superior a 9,50. O mesmo se aplica à classificação obtida por exame.
(2) Todos os trabalhos têm que ter nota igual ou superior a 9,50 valores.
(3) Conforme o regulamento de avaliação actualmente em vigor, todas as parcelas são apresentadas com 2 casas decimais excepto a nota final (NF) que é arredondada à unidade.

Provas e trabalhos especiais

A realização de provas em época especial para alunos finalistas, estudantes trabalhadores e dirigentes associativos, está sujeita a inscrição na Secretaria segundo as normas vigentes. A eventual realização de um exame de época especial contribui apenas para a componente teórica da avaliação. Alunos interessados em realizar a avaliação prática nesta época terão que informar o docente responsável da sua intenção durante a primeira quinzena de aulas para definição do calendário e estabelecimento do enunciado do projecto.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Estudantes Trabalhadores, Atletas de Alta Competição, Dirigentes Associativos e Estudantes ao abrigo da Lei da Liberdade Religiosa devem contactar o responsável da UC, durante a primeira quinzena de aulas, para apresentarem as suas especificidades pertinentes, nos termos previstos nos respectivos diplomas legais.

Melhoria de classificação

A realização de provas de exame para efeitos de melhoria está sujeita a inscrição na Secretaria segundo as normas vigentes. A melhoria de nota incide apenas sobre a componente teórica da avaliação.

Observações

Assiduidade:
Com base no Regulamento de Avaliação do Aproveitamento dos Estudantes da ESTSetúbal/IPS, o Conselho Pedagógico deliberou que, para realizar uma UC em avaliação contínua, o estudante tem que estar presente numa percentagem mínima de 75% de aulas (por tipologia).

Página Moodle da disciplina:
É obrigatória a inscrição na página Moodle da disciplina para se ter acesso aos materiais disponíveis e para ter acesso aos diversos instrumentos de avaliação (minitestes, trabalhos práticos e exames).

Regras para realização de provas:
As regras para a realização do Projecto Final e para realização de Minitestes/Exames estão disponíveis para consulta na página Moodle da disciplina e são de consulta obrigatória.

Alunos repetentes:
Os alunos que tenham reprovado mas que tenham obtido avaliação positiva nalguma das componentes (teórica ou prática) no ano transacto poderão ser dispensados de realizar essa componente neste ano. Para isso deverão enviar um mail ao responsável da unidade curricular, durante a primeira quinzena de aulas, declarando a sua intenção em manter a nota do ano anterior. No entanto, caso o aluno opte por voltar a realizar qualquer prova da componente antes aprovada, a classificação do ano anterior é imediatamente esquecida prevalecendo aquela que venha a obter no presente ano.