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Sistemas Digitais II

Código:

LEEC21135

Sigla:

SDII

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Electrónica e Telecomunicações

Ocorrência: 2023/2024 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.ips.pt/2324/course/view.php?id=2020
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	47	Plano de Estudos	2	-	6	875	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Ao nível teórico, esta disciplina pretende dotar os alunos com conhecimentos de máquinas de estados assíncronas em modo fundamental, controlo microprogramado de sistemas digitais, memórias e lógica programável. Ao nível prático, pretende-se que os alunos desenvolvam projectos de controlo de sistemas digitais com especial ênfase na utilização de máquinas de estados e no controlo microprogramado com implementação sobre lógica programada. Esta disciplina visa, ainda, o aprofundamento da experiência dos alunos no desenvolvimento autónomo de projectos.

Resultados de aprendizagem e competências

.

Modo de trabalho

Presencial

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

Conhecimentos de Sistemas Digitais I.

Programa

Circuitos Sequenciais Assíncronos
- Síntese de Circuitos Assíncronos em Modo Fundamental
- Corridas e Acidentes
- Tabelas de Estados Primitivas

- Eliminação de Estados Redundantes.

Memórias
- Tipos de Memórias
- Características Fundamentais das Memórias
- Sinais de Controlo nos Processos de Escrita e Leitura
- Caracterização Temporal

- Sistemas de Memória

- Outros Tipos de Memórias.

Circuitos Sequenciais Micro-Programados
- Estrutura de Wilkes

- Estruturas com Entradas Multiplexadas
- Endereçamento Implícito

- Comparação Entre Várias Estruturas

- Resolução de Sistemas com Micro-Instruções Longas.

Lógica Programável

- Memória Como Circuito Combinatório

- Circuitos de Lógica Programável

- Linguagens de Descrição de Hardware

- Modelação Comportamental e Estrutural de Circuitos Lógicos
- Simulação.

Bibliografia Obrigatória

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/)
José Tomé; Controlo de Sistemas Digitais, Editorial Presença, 1989. ISBN: 9789722310833

Bibliografia Complementar

Stephen Brown and 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)
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: 
Nas aulas teórico-práticas são leccionados os conceitos básicos de cada um dos temas do programa. Para o efeito recorre-se sistematicamente à apresentação de exemplos e resolução de exercícios ilustrativos.
Aulas Práticas/Laboratoriais: 
nas aulas laboratoriais o aluno executa trabalhos de projecto autónomo e adquire conhecimentos complementares por via da experimentação. A maioria das aulas de laboratório destina-se ao desenvolvimento de um projecto em que se pretende utilizar uma as técnicas de controlo ensinadas nas aulas teórico-práticas. Esta componente da avaliação só estará concluída quando cumpridos os prazos estabelecidos no planeamento divulgado aos alunos e após devolução de todos os componentes e outros materiais requisitados no laboratório.

Software

WaveForms da Digilent
Adept Suite da Digilent
ISE 14.7 da Xilinx

Palavras Chave

Ciências Físicas > Ciência de computadores > Sistemas Digitais
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrónica
Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de computadores

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	27,50
Teste	50,00
Trabalho laboratorial	22,50
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Apresentação/discussão de um trabalho científico	2,00
Elaboração de projeto	20,00
Estudo autónomo	35,00
Frequência das aulas	75,00
Trabalho laboratorial	30,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Método 1: (método aplicado por omissão) 
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, em alternativa mutuamente exclusiva, por um exame (Ex) no final do semestre.
Existem três épocas de exame: Época normal, Época de recurso e Época especial (à última têm acesso apenas os alunos finalistas, estudantes trabalhadores e dirigentes associativos). 
Na época normal, o aluno que tenha reprovado a até 2 minitestes optará entre a realização do exame ou recuperação dessas provas. Se tiver reprovado aos 3 minitestes apenas poderá realizar exame.
A um aluno que tenha obtido avaliação positiva na componente teórica até à Época normal (inclusive), mediante inscrição nos divisão académica, é permitido realizar o exame de Época de recurso a título de melhoria de nota.
A nota teórica resulta da nota mais alta entre a média dos minitestes ou a nota de exame e é um valor com 1 casa decimal.
A avaliação prática é composta por 3 trabalhos/projectos de laboratório (L1, L2 e L3) 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.
Cada trabalho de laboratório e o projecto são avaliados em função do desempenho do aluno nas respectivas aulas (D), do relatório apresentado (R) e da apresentação/discussão (A). É obrigatória a entrega de todos os trabalhos de laboratório, o projecto e respectivos relatórios. A avaliação prática é determinada pela média ponderada da classificação obtida nos vários trabalhos/projectos com 1 casa decimal. 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 de um ou mais trabalhos de laboratório ou a não conclusão do projecto final implicam a reprovação da disciplina.

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. No prazo máximo de 15 dias consecutivos após a exclusão da avaliação contínua e até à última aula presencial (o que ocorrer primeiro), estes alunos terão 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 9,5 valores.

Método 2: (método a aplicar em condições especiais e mediante a prévia análise da candidatura dos alunos interessados) 
A nota final é obtida integralmente mediante a avaliação de um projecto prático global e baseia-se principalmente no desempenho do aluno durante a sua execução (DA), na qualidade do relatório final (RF), nas apresentações realizadas (A) e na realização de uma discussão associada à apresentação final (D) incidente sobre toda a matéria da disciplina. Este método de avaliação só será concluído com sucesso se forem escrupulosamente cumpridos os prazos estabelecidos e após devolução de todos os componentes e outros materiais requisitados no laboratório.
A candidatura a este método de avaliação tem que ser apresentada ao docente responsável durante a primeira quinzena de aulas.
A nota mínima em qualquer um dos instrumentos da avaliação é 9,5 valores.

Independentemente do método de avaliação, a não entrega ou reprovação nalgum dos trabalho de laboratório ou a não conclusão ou reprovação do projecto final resultam na reprovação na componente prática da avaliação e, por isso, na reprovação à unidade curricular.

Fórmula de cálculo da classificação final

Método 1:
NF = 0,5xT + 0,5xP
em que:
T = [MAX((mT1 + mT2 + mT3)/3; Ex)] ou [Tap]
P = [0,05xL1 + 0,15xL2 + 0,25xL3 + 0,55xPF] ou [Pap]
em que:
Tap = Nota teórica obtida no ano passado (por oção do aluno e só se superior ou igual a 9,5 valores)
Pap = Nota prática obtida no ano passado (por oção do aluno e só se superior ou igual a 9,5 valores)
Ln = 0,2 x Dn + 0,3 x An + 0,5 x Rn
PF = 0,2 x D + 0,5 x A + 0,3 x R
em que:
n representa o índice numérico de cada trabalho de laboratório

Método 2:
NF = 0,3xDA + 0,2xRF + 0,25xA + 0,25xD
com DA>=9,50; RF>=9,50; A>=9,50; D>= 9,50

Notas:
(1) Independentemente do método de avaliação, todos os elementos de avaliação são representados na escala de 0 a 20 valores e estão sujeitos a uma nota mínima igual ou superior a 9,5 valores.
(2) Conforme o regulamento de avaliação actualmente em vigor, todas as parcelas são apresentadas com 1 casa decimal excepto a nota final (NF) que é arredondada à unidade.
(3) Alguns dos elementos de avaliação poderão ser obtidos por processos de avaliação entre pares.

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 até ao último dia 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:
Os estudantes devem frequentar assiduamente as aulas de prática laboratorial para que seja concluída com sucesso essa componente da avaliação. Se houver algum impedimento justificado os alunos devem apresentar imediatamente a situação ao respectivo docente de laboratório para que se determine uma forma de garantir ao aluno a possibilidade de realizar a prática laboratorial em tempo útil.

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, são de consulta obrigatória e constituem uma extensão a esta ficha de disciplina. 

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.