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Até agora, você aprendeu como construir circuitos digitais tomando como base os componentes básicos, ou melhor, as portas lógicas. Porém, é importante conhecer também a construção dos circuitos fisicamente e os vários caminhos e técnicas utilizadas até hoje para a concepção dos mesmos.
Você provavelmente já ouviu falar em chip ou CI (Circuito Integrado), mas sabe quantos componentes existem dentro dele? É possível programar um circuito digital dentro dele? Caso precise realizar uma pequena mudança, é necessário fabricar um novo chip ou pode reprogramar o mesmo?
Na aula passada, você aprendeu sobre os sistemas embarcados e deve ter visto os conceitos de reuso e programabilidade, conseguindo assim responder algumas das perguntas acima. O conceito de reprogramar um circuito digital é possível com a utilização de PLD (Dispositivos Lógicos Programáveis).
A composição de uma porta logica é feita por vários componentes eletrônicos. Válvulas e diodos semicondutores foram os componentes utilizados na primeira geração de circuitos digitais, consequentemente os circuitos eram grandes e caros. Junto à terceira revolução industrial houve o advento dos transistores na construção de circuitos analógicos e digitais, representando a segunda geração na evolução dos sistemas digitais. Entretanto, para aplicações em sistemas digitais ainda eram necessários vários transistores na construção de uma simples porta lógica.
Veja o vídeo abaixo e reflita um pouco mais sobre a importância dos transistores na construção dos sistemas computacionais, seja digital ou analógico.
A necessidade de vários transistores em um único circuito levou à fabricação do circuito integrado (CI), conhecido também como chip de silício. A pastilha de silício integra vários transistores, diodos e resistores em sua superfície. Com o crescente encapsulamento de componentes em CIs, os mesmos foram classificados de acordo com o seu grau de integração. A Tabela 1 mostra as classificações dos CIs de acordo com a quantidade de componentes presentes.
Grau de Integração | Característica |
---|---|
SSI (Small Scale Integration) – Integração em pequena escala | Dezenas de dispositivos |
MSI (Medium Scale Integration) – Integração em média escala. | Centenas de dispositivos |
LSI (Large Scale Integration) – Integração em grande escala. | Dezenas de milhares de dispositivos |
VLSI (Very Large Scale Integration) – Integração em larga escala. | Milhões de dispositivos |
ULSI (Ultra Large Scale Intregration) – Integração em escala ultra larga. | Utiliza Nanotecnologia |
Existem vários tipos de CIs com diferentes encapsulamentos, porém nosso foco nesta aula não é esse. Nas Figuras 1 e 2 são mostrados dois tipos de CIs e suas classificações. A evolução desses componentes permitiu a construção de microprocessadores, sendo definido como a terceira geração.
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