Circuitos (Digitais) Combinacionais

Calendário Planejamento 2026/2 |

Cap 1) Introdução Circuitos Digitais

• Introdução à disciplina / Sistemas de Numeração → Intro_Digitais_1.pdf:

  Conceitos básicos. Sinais analógicos x digitais. Sistemas de numeração e conversão entre bases numéricas. Outros sistemas de codificação.

• Outros Sistemas de Codificação Binários → outros_codigos_binarios.pdf

  Tabela ASCII; Código Gray e relação com Encoders Absolutos; Encoders Absolutos x Incrementais.

• Exercícios Conversão entre bases → https://fpassold.github.io/Digitais_1/codigos/exe_sist_numeracao.html

• Exercícios (resolvidos) Sistemas de Codificação

• Outros exercícios envolvendo problema de quantização e endereçamento de memória num Apple II (2026/2).

   

• Videos introdutórios Interessantes (RecomendadoS):

  • "Revival dos computadores analógicos" (base em novos chips de Redes Neurais (IA): NPU's) ➠ Os computadores do futuro serão radicalmente diferentes (Computação Analógica), Veritasium em Português, gerado em 23 de jul. de 2025. Noções de Elementro Processador (neurônio) num Rede Neural Artificial, Perceptrons, Novas Redes (CNN): NavLab/Alvin (1980) 🠆 ImageNet (2006/2009) 🠆 Nec (2010) → XRCE (2011) → AlexNet (2012) → Clarifai (2013) → GoogLeNet (2014) → ResNet (2015) → Necessidade de novos chips (mais rápidos para cálculos matriciais com menor consumo de energia e menor espaço físico).
  • Novos chips ➠ substituindo Silício por Bismuto: indo da escala de 2 nm para 3,3 Amstrons: China Cria o Primeiro Chip Sem Silício – E Ele Já Supera Intel e TSMC, Visão em 360, gerado em 27/07/2025. Novas técnicas de fabricação de chips. Uso de Bismuto dopado com Telureto: indo abaixo da escala de fabricação em 3 nm, partindo para unidades de 3.3 Amstrons, trabalhando a até 500 GHz, consumindo 1/3 da energia e chaveamentos 40% mais rápidos). Técnicas FinFET (16nm), Gate-All-Around (), MBCFET (). Fabricação 3D. Obs.: Abaixo 0,5 nm o Silício entra em colapso e aparecem efeitos quânticos (crosstalk, flip de bits) e está limitado à 6 GHz.
  • Novos chips ➠ Mais sobre uso de Bismuto e outros metais dopados, uso do Grafeno, novas técnicas de frabricação (de 3 nm para 0,2 nm == 2 Å): O primeiro microchip de 0,2 nm do mundo e o gigante secreto por trás dele, Anastasi In Tech, gerado em 21/07/2025. Novas técnicas de fabricação de chips. Gap entre demanda computacional (IA) vs Performance Computacional (necessidade de novos chips). Novas técnicas: do FinFET (2018:N7 🠆 2023:N3) → NanoSheet (2025:N2 🠆 2029:A10) → CFET (2031:A7 🠆 2035:A5) → 2DFET (2037:A2), ? (2039:sub-A2). Novos processos de Litografia (EUV). Novas arquiteturas (topologias 3D) para montagens dos chips.
  • Entrevista com Federico Faggin: Inventor do 1o-micro-processador (Intel 4004) → projetos do 8008, 8080 (uP 8-bits) → Zilog Z80 ➞ CEO da Cygnet → CEO da Synaptics: O Inventor do MICROCHIP 💻 Federico Faggin, Marcelo Ascani, gerado em 30/03/2025.

 Novos hipes!?

Cap 2) Portas Lógicas Básicas

• Portas Lógicas Básicas - Intro → Portas_Lógicas_Basicas.pdf:

  Portas NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR e NXOR;
  Exemplos deduzindo tabelas verdades, formas de onda, equações;
  desenhando primeiros circuitos digitais.
  

• Portas Lógicas Básicas - Intro (material com anotações) --> Portas_Lógicas_Basicas - cópia.pdf:

  Mesmo material de "Portas Lógicas Básicas" mas
  acrescentado de anotações realizadas durante a aula
  (resolução de alguns exemplos mostrados em slides)
  

• Portas Lógicas Básicas (Resumo) + Álgebra de Boole → PortasLogicasBasicas.pdf:

• Simbologia ANSI/IEEE Std 91-1984 - Portas lógicas básicas → IEEE_symbols.pdf

Cap 3) Álgebra de Boole

• Álgebra de Boole - Teoria → Algebra_Boole.pdf + Algebra_Boole - editado.pdf:

  Obs.: 2 arquivos PDF's:
  O arquivo "Álgebra_Boole - editado".pdf corrige alguns
  erros e apresenta soluções de exercícios propostos no
  slide original "Álgebra_Boole.pdf".
  

• Material opcional (em espanhol) → algebra_boole_suplementar.pdf

• Video sugerido → Expressões Booleanas, Circuitos Lógicos e Tabela Verdade

• Lista de Exercícios (com respostas) → exercicios2.pdf

Cap 4) Mapas de Karnaugh

4.1 Mapas de Karnaugh (Parte inicial: Parte 1/2); 4.2 Mapas de Karnaugh (agrupamentos possíves, + exemplos, mapas para 5 e 6 variáveis, DEC/Displays, Displays, condições dont´t care): Parte 2/2)

• Vídeo no YouTube: Mapas de Karnaugh

Cap 5) Funções Lógicas (ou Circuitos MSI)

5.1 Funções Lógicas → Funções Lógicas (Circuitos MSI) – Resumido (9,8 MB; 42 slides). → circuitos_media_escala_integracao_pt_2.pdf – Completo (8,2 MB; 80 slides). 5.2 Pastilhas MSI (várias pastilhas com símbolos lógicos e tabelas verdade) 5.3 Avaliação (complementar) - Funções Lógicas 5.4 Exemplos:

• Video Youtube: exemplificando funcionamento de DEC 3/8;
• Exemplos de circuitos digitais usando pastilhas MSI: MUX e Comparador Magnitude (ou exemplos de uso de funções lógicas);
• Exemplo de efeito visual usando DEC 3/8;
• Exemplo de circuitos combinacionais: DEC´s especiais para Display 7-Segmentos (caracteres diferentes; "frases")
• Exemplo de circuito de Bargraph (velocímetro de bicicleta);
• Exemplo de uso de DEC com Pastilhas de Memória;
• Funcionamento de MUX de 4 canais de entrada (com animação);

5.5) Exercícios + Respostas + Erratas (algumas respostas).

• Exemplo de projeto de Decodificador para Display 7-segmentos usando FPGA (linguagem Verilog).

Cap 6) Aritmética Binária Digital

• Circuitos Aritméticos Binários (Arquivo PDF);

  • Exemplos de operações artiméticas binárias de números inteiros com sinal;

• Teoria ULA's (Arquivo PDF);

  • Exemplo de Projeto de ULA 4-bits 8-operacoes (pdf) (2016);

• Lista Exercícios 3a-prova (pdf) (com soluções).

Cap 7) Intro Arquitetura Computadores

• Intro Arquitetura Computadores (pdf)

• Sites sugeridos:

  • Arquitetura Von Neumann (e seu "gargalo"):

  • Arquitetura Harward;

  • Lei de Moore;

  • Novo chip para IA da IBM: North Pole;

    • Artigo na Scince e Nature: chip capaz de estocar informações (pesos sinápticos) de forma analógica usando "phasse-change memories" (não volátil).
    • Vídeo no YouTube (Anastasi In Tech).
    • Redes ResNet-50 (rede para reconhecimento fde imagens);
    • Rede YOLOv4 (rede para detecção de objetos).
    • Redes Transformer (rede recorrente; para modelos de linguagem (LLM's): ChatGPT);
    • O que é IA Generativa?.
    • Algoritmo de Strassen's para multiplicação de matrizes 2x2;
    • Novo Algoritmo (Google DeepMind) para multiplicação de matrizes (usando aprendizado reforçado): vídeo YouTube 1, video YouTube 2 (Quanta Magazine) e artigo na Nature;

Tutoriais: Software para Circuitos Digitais I:

• Tutorial para uso do LogiSim;
• Video YouTube: Uso do LogiSim
• Vídeo YouTube: Video Intro Usando Proteus 7.x (Win7) e 8.x (Win10)

Exercícios

• Exercícios 1a-Prova
• Exercícios sobre conversões entre bases numéricas [aula de 14.09.2021];
• Exercícios Mapas de Karnaugh: usando Mapas de Karnaugh envolvendo 3 variáveis:
• Exercícios 2a-Prova
• Exemplos de Operações Aritméticas Binárias;

🎸 | 🏠 Fernando Passold 📬 , Página criada em 17/03/2020. Última atualização: 09/09/2026.