1. Treinamento Altera
Introdução
Macnica DHW
André Castelan Prado

2. Sobre o instrutor
• Engenheiro de computação com experiência em FPGA na
indústria;
• Consultor da Macnica DHW para treinamentos
• Editor e colunista no portal Embarcados
• http://www.embarcados.com.br

3. Macnica DHW
• DHW Engenharia e Representação;
• Desenvolvimento de projetos (hardware e software);
• Treinamentos e consultoria;
• Adquirida pela Macnica Inc em 2012 – Multinacional Japonesa
com 34 escritórios na Ásia, Europa e Américas que atua na
distribuição de semicondutores.
• Macnica DHW - Baseada em Florianópolis com presença em
São Paulo e Porto Alegre;
• Gestora do Programa Universitário Altera e Centro Oficial de
Treinamento Altera na América do Sul;
• Distribui os seguintes fabricantes:
• Altera, Maxim, Silicon Labs, iWatt, Greenliant, Bittware, Leopard,
ORTUSTECH, Aptina, terasIC.

4. Durante o treinamento
• Pergunte...
• Expresse seu ponto de vista...
• Troque experiências...
• Ajude...
• Participe!!!!!!

5. Breve introdução
• O desenvolvimento e produção de sistemas digitais é um
processo complexo e envolve muitas etapas e pessoas;
• O projeto e a síntese no nível RTL (Register-Transfer-Level),
foco deste treinamento, é só uma destas etapas;
• Para entendermos melhor o papel da sintese do circuito e da
descrição de hardware (VHDL), vamos dar uma visão geral do
processo de desenvolvimento de sistemas digitais.

6. Evolução da complexidade
• Nos ultimos 40 anos o número de transistores em um chip cresceu
de forma exponêncial, hoje temos centenas de milhões de
transistors em um único chip;
• Com as aplicações ficando maiores e mais complexas a tarefa de
projetar um sistema digital ficou mais dificil, a melhor forma de de
lidar com esta complexidade é olhar o circuito em um nível maior de
abstração e utilizar um software para derivar a implementação
baixo-nível. Porém esta implementação depende da qualidade da
descrição do circuito;
• O software não transforma escolhas ruins de projeto em escolhas
boas

7. http://www.emeraldinsight.com/

8. Sistemas digitais

9. Circuitos integrados

10. Representação

11. Tecnologias Existentes
• Lógica padrão;
• CIs com pequenas função especificas como portas AND, OR e etc;
• TTL 74xx, CMOS 4xxx.
• ASIC;
• Application Specific Integrated Circuit é um circuito integrado (CI)
construído para executar uma tarefa específica.
• PLD (programmable logic device);
• Arranjo de células lógicas genericas e uma estrutura de
interconexão, apesar de serem pré-fabricadas elas são
programaveis.

12. Árvore das tecnologias

13. Application Specific Integrated
Circuit
• Standard Cell ASIC
• O circuito é construido a partir de componentes lógicos pré-
definidos, conhecidos como células padrão, exemplos de célula
padrão: somadores, mux e etc.
• Full Custom ASIC
• O circuito é completamente polido para uma aplicação em
específico, temos total controle dos componentes, é possível
otimiza-lo em nível de transistor. Temos o melhor resultado de
desempenho e área mas é muito complexo, normalmente
utilizado para fazer os blocos dos ASICs descritos acima.

14. Lógica padrão TTL
• Transistor-Transistor Logic é uma classe de circuitos digitais
construidos a partir de transistores e resistores.
• Apareceu no mercado por volta de 1964
• Cada circuito integrado (CI) possuia funções lógicas distintas,
tais como:
• XOR, NAND, AND, OR, NOT e etc.
• Familia 74xx da Texas virou padrão de mercado
• 7402: Quatro portas NOR de duas entradas
• 7404: Seis inversores (porta NOT)
• 7408: Quatro portas AND de duas entradas
• 7410: Três portas NAND de três entradas

15. Projetando com TTL
Tabela verdade
Mapa de Karnaugh
Soma de produtos

16. Lógica programável - FPGA

17. Lógica programável
• Os blocos lógicos são agrupados em uma matriz
bidimensional, e os fios de interconexão são organizados
como canais de roteamento horizontais e verticais entre as
linhas e colunas do bloco lógico;
• Os canais de roteamento contém fios e switches programáveis
que permitem que os blocos lógicos se conectem de várias
formas diferentes.

18. Comparativo
• As tecnologias podem ser comparadas em 5 aspectos
fundamentais:
• Área
• Desempenho
• Custo
• Consumo
• Time to market

19. Design tradicional

20. Com FPGA

21. Onde se usa FPGA?

22. Vantagens de lógica prográmavel
• Menos dispositivos (apenas um FPGA ou CPLD)
• Menos placa
• Menor custo
• Economia de energia
• Mais simples de testar e debuggar
• Segurança do design, previne engenharia reversa
• Flexibilidade no design
• Ferramentas automaticas simplificam e consolidam o fluxo do
projeto
• Reprogramação após estar no cliente

23. Dúvidas?
• Lembrando – Linguagens de Descrição de hardware NÃO É
SOFTWARE!
• Descrição de circuitos digitais
• Vamos ao que interessa – Introduction to VHDL!
• Contato:
andre.castelan@embarcados.com.br