Evolução dos Circuitos Digitais

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.

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.