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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80960| Tipo: | TCC |
| Título : | Implementação de um microcontrolador em FPGA para o ensino de engenharia: da teoria à experimentação |
| Autor : | Botelho, Pedro Henrique Magalhães |
| Tutor: | Santos Filho, Francisco Helder Candido dos |
| Co-asesor: | Silva, Thiago Werlley Bandeira da |
| Palabras clave en portugués brasileño: | microcontroladores;arquitetura de computadores |
| Áreas de Conocimiento - CNPq: | CNPQ: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA |
| Fecha de publicación : | 2025 |
| Citación : | BOTELHO, Pedro Henrique Magalhães. Implementação de um microcontrolador em FPGA para o ensino de engenharia: da teoria à experimentação. 2025. 109 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) - Campus de Quixadá, Universidade Federal do Ceará, Quixadá, 2025. |
| Resumen en portugués brasileño: | Este trabalho discorre sobre o desenvolvimento de uma arquitetura de processadores voltada para o ensino de Engenharia de Computação utilizando FPGA (Field Programmable Gate Array), bem como da criação de um microcontrolador para o uso deste processador. A motivação principal do projeto surge da necessidade de criar uma ferramenta educacional simplificada e unificada para disciplinas como Arquitetura de Computadores, Sistemas Embarcados e Sistemas Digitais. O projeto visa fornecer artefatos que possam ser utilizados no estudo dos diversos assuntos dessas disciplinas, oferecendo aos alunos ferramentas simples e práticas de forma a permitir o aprendizado de conceitos relacionados a processadores, como projeto e a implementação de processadores, e descrição de lógica digital em VHDL. A arquitetura proposta, chamada TRISC (Training RISC), foi concebida de forma a simplificar a compreensão dos estudantes, incentivando uma aprendizagem teórico-prática, onde os alunos poderão explorar os processos de análise, projeto e implementação de um processador, compreendendo os princípios da arquitetura de computadores de maneira tangível. Também foi projetado um microcontrolador, o TRISC-16, que permite o uso do processador por meio de periféricos comuns em sistemas embarcados, bem como um montador, facilitando o desenvolvimento de programas para o microcontrolador. Além de ser uma ferramenta simples, a arquitetura TRISC é flexível, podendo ser aplicada em diversas disciplinas da engenharia de computação (podendo ser modificada de forma a melhor ajustar-se aos propósitos da disciplina). A implementação em VHDL para FPGA permitirá aos alunos entender conceitos teóricos e adquirir habilidades práticas no projeto de processadores e no seu uso para projetos. A flexibilidade e modularidade do TRISC possibilitam a exploração de diferentes configurações e otimizações, permitindo que os alunos adicionem instruções e periféricos, enriquecendo a experiência de aprendizado. Espera-se que este projeto auxilie os alunos no desenvolvimento de competências técnicas essenciais e os capacite a enfrentar desafios reais no campo da engenharia de computação. Oferecendo uma abordagem prática e contextualizada, este trabalho aspira aprimorar significativamente o processo de aprendizado nas disciplinas fundamentais. |
| Abstract: | This work discusses the development of a processor architecture aimed at teaching Computer Engineering using FPGA (Field Programmable Gate Array), as well as the creation of a microcontroller for use with this processor. The main motivation for the project arises from the need to create a simplified and unified educational tool for subjects such as Computer Architecture, Embedded Systems, and Digital Systems. The project aims to provide artifacts that can be used in the study of various topics within these disciplines, offering students simple and practical tools to facilitate the learning of processor-related concepts, such as processor design and implementation and digital logic description in VHDL. The proposed architecture, called TRISC (Training RISC), was designed to simplify students’ understanding, encouraging a theoretical-practical learning approach in which students can explore the processes of analysis, design, and implementation of a processor, grasping computer architecture principles in a tangible way. A microcontroller, the TRISC-16, was also designed to enable the processor’s use through common peripherals in embedded systems, along with an assembler to facilitate program development for the microcontroller. In addition to being a simple tool, the TRISC architecture is flexible and can be applied to various computer engineering disciplines (allowing modifications to better suit the course objectives). The VHDL implementation for FPGA will enable students to understand theoretical concepts and acquire practical skills in processor design and application in projects. The flexibility and modularity of TRISC allow for the exploration of different configurations and optimizations, enabling students to add instructions and peripherals, thus enriching the learning experience. This project is expected to assist students in developing essential technical skills and preparing them to tackle real-world challenges in the field of computer engineering. By offering a practical and contextualized approach, this work aspires to significantly enhance the learning process in fundamental subjects. |
| URI : | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80960 |
| ORCID del tutor: | https://orcid.org/0000-0002-9863-3329 |
| Lattes del tutor: | http://lattes.cnpq.br/3907714219783757 |
| ORCID del co-asesor: | https://orcid.org/0000-0001-7166-1103 |
| Lattes del co-asesor: | http://lattes.cnpq.br/3545907332785812 |
| Derechos de acceso: | Acesso Aberto |
| Aparece en las colecciones: | ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO-QUIXADÁ - Monografias |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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