Introdução aos Sistemas Digitais Reconfiguráveis - FPGA e VHDL

Modalidade: Curso de Extensão Semipresencial  

Carga horária: 22 horas  

Como ingressar: confira os processos seletivos em https://bra.ifsp.edu.br/processos-seletivos-extensao  

A evolução dos sistemas digitais ampliou a utilização de dispositivos lógicos reconfiguráveis, como FPGAs e CPLDs, que oferecem flexibilidade via reconfiguração de hardware, processamento paralelo e redução do tempo de desenvolvimento de projetos.

Diferentemente dos circuitos de hardware fixo, os dispositivos reconfiguráveis permitem que sua lógica (hardware interno) seja definida e modificada após a fabricação, sendo empregados em aplicações de prototipação, automação, sistemas embarcados, processamento de sinais, robótica, telecomunicações e computação de alto desempenho.

A descrição do circuito e o desenvolvimento desses sistemas são realizados por meio de linguagens de descrição de hardware, como o VHDL, que possibilitam representar o comportamento desejado. Após as etapas de simulação, síntese e implementação, essa descrição é convertida em uma configuração lógica (hardware) para o dispositivo.

Embora a tecnologia FPGA esteja consolidada no ambiente industrial e acadêmico, ainda existe a necessidade de ampliar as oportunidades de formação e atualização de estudantes e profissionais das áreas de tecnologia.

Nesse contexto, o curso propõe uma introdução aos fundamentos dos sistemas reconfiguráveis, dos dispositivos FPGA e da descrição de hardware em VHDL. A abordagem híbrida combina atividades teóricas a distância com práticas presenciais, permitindo que os participantes estudem previamente os conceitos fundamentais e utilizem os encontros presenciais para desenvolver e implementar circuitos digitais utilizando FPGA.

Objetivo:

Introduzir os fundamentos dos sistemas digitais reconfiguráveis, dos dispositivos FPGA e dadescrição de hardware em linguagem VHDL, apresentando suas aplicações, ferramentas e técnicas básicas de desenvolvimento, de modo que os participantes possam projetar circuitos digitais simples e prosseguir autonomamente em seus estudos.

Público-alvo:

O estudante deverá possuir conhecimentos básico em eletrônica digital. 

Conteúdo Programático:

1 - Ambientação com a plataforma EAD e revisão de conceitos de sistemas digitais;

2 - Introdução aos dispositivos reconfiguráveis e apresentação das ferramentas de desenvolvimento;

3 - Linguagem de descrição de hardware VHDL: apresentação, estrutura, características e operadores;

4 - Técnicas de descrição de circuitos combinacionais;

5 - Técnicas de descrição de circuitos sequenciais.

Metodologia:

O curso será desenvolvido em formato híbrido, com atividades a distância realizadas previamente aos encontros presenciais. No ambiente EAD, serão apresentados os fundamentos conceituais, acompanhados de materiais didáticos, videoaulas, exemplos, exercícios e atividades de verificação da aprendizagem. Essa organização permitirá que os participantes estudem os conteúdos em seu próprio ritmo, contribuindo para o nivelamento da turma e para o melhor aproveitamento das atividades práticas.

Como parte dessa proposta, será realizada uma revisão dos conceitos básicos de eletricidade e eletrônica digital, a fim de favorecer o acompanhamento do curso por participantes com diferentes níveis de conhecimento. A critério do docente e conforme o planejamento e as necessidades pedagógicas do curso, também poderão ser realizados encontros virtuais síncronos.

Os encontros presenciais serão destinados essencialmente à realização de demonstrações e atividades práticas e também ao esclarecimento de dúvidas.

As atividades práticas serão desenvolvidas com o auxílio de computadores, do ambiente de desenvolvimento Quartus Prime, da Intel, e de placas didáticas baseadas em FPGA. No Quartus

Prime, os participantes utilizarão diagramas de blocos e a linguagem VHDL para descrever, simular e sintetizar circuitos digitais, que serão posteriormente implementados e testados nas placas FPGA. A metodologia priorizará a experimentação, a resolução de problemas e a integração entre teoria e prática.