Programa de Pós-Graduação Escola Politécnica da USP...• Para construir uma máquina de...

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Proposta de Máquinas de Ensino-Aprendizagem para Transposição Didática em Projetos de Circuitos Integrados CMOS

CandidatoCarlos Alberto RosaDepartamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos

OrientadorProf. Dr. Wilhelmus Adrianus Maria Van NoijeDepartamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos

Programa de Pós-Graduação

Escola Politécnica da USP

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Sumário

1. Motivação2. Questões de Pesquisa3. Objetivos4. Fundamentos Teóricos5. Metodologia6. Propostas7. Conclusão8. Referências9. Agradecimentos

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Introdução

• O conhecimento sem dúvida é o instrumento essencial no mundo moderno.

• O homem moderno cada vez mais se vê envolvido com máquinas e aparelhos eletrônicos criados artificialmente para potencializar algumas de suas habilidades humanas.

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Introdução: Exemplos

• O carro potencializa as pernas humanas, proporcionando conforto, segurança e tranqüilidade aos humanos;

• O celular potencializa a comunicação dos ouvidos e da boca em distâncias globais;

• A Máquina de calcular as tarefas de contagem;• A Máquina de lavar, cozinhar e microondas

potencializam o tempo escasso, livrando os humanos de tarefas essenciais e rotineiras;

• O computador é a grande máquina que potencializa as atividades cerebrais do homem.

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Motivação

• Criar recursos instrucionais, sistemas ou métodos experimentais para estimular jovens para área de engenharia eletrônica;

• Muitas escolas técnicas públicas de eletrônica, com pouco recurso tecnológicos, recorrem àmétodos alternativos criativos nas montagens experimentais de eletrônicas: usam molas, papelão, componentes sucateados, etc sem comprometer o aprendizado e o programa de ensino proposto.

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Justificativas

• O governo brasileiro está implantando a sua primeira fábrica de circuitos integrados no Rio Grande do Sul, chamada CEITEC, com previsão de entrar em operação no final de 2009.

• O CEITEC licenciou a tecnologia da empresa alemã X-FAB, e pretende operar em rede com centros de pesquisa, universidades e empresas conveniadas, para desenvolver projetos de sistemas eletrônicos integrados, processamento físico-químicos, dentre outros atividades.

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Justificativas

• Assim, há uma crença generalizada, na Área de Microeletrônica, e que surgirá no Brasil um novo profissional com conhecimentos especializados na área de Projetos de CIs e que serão conhecidos por IC Designers ou Projetistas de CIs.

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Questões da Pesquisa

• Questão• Como construir máquinas de ensino-

aprendizagem para ilustrar na prática conceitos essenciais sobre Projetos de Circuitos Integrados CMOS?

• Hipótese• As máquinas de ensino-aprendizagem podem

potencializar a aprendizagem de assuntos complexos sobre projetos de circuitos integrados CMOS.

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Objetivos

• O presente trabalho está inserido dentro de um contexto educacional mais abragente que visa criar estratégias para divulgar conhecimentos na área de circuitos integrados para professores, alunos e profissionais da área de eletrônica, atraindo-os futuramente para participarem do Programa Nacional de Formação de Projetistas de CIs.

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Fundamentos Teóricos

• Tecnologia Educacional• Definição de TLM• Construção de TLMs• Características das TLMs• Classificação das TLMs• Taxionomia da TLMs

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• Tecnologia• É o conjunto de princípios, métodos, instrumentos e

processos cientificamente determinados que se aplica especialmente à atividade industrial, com vistas àprodução de bens mais eficientes e mais baratos.

• Tecnologia Educacional• O conjunto de recursos, métodos e sistemas

educacionais que auxiliam como ferramentas do processo de ensino estabelecem a abrangência e o domínio da tecnologia educacional [BLOOM, 1973].

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• Definição de TLM• Uma máquina de ensino-aprendizagem é

recurso de tecnologia educacional que visa atender sempre aos objetivos educacionais de um plano de ensino de uma instituição educacional.

• TLMs – Teaching-Learning Machines.

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• Construção de TLMs• Para construir uma máquina de ensino-

aprendizagem é necessário avaliar o conteúdo de um programa de ensino e elaborar experiências que visam atingir esses objetivos curriculares levando em conta as questões relativas às teorias de comunicação, de aprendizagem e de sistemas [AURICCHIO, 1978].

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• Características das TLMs• Objetividade: associada à finalidade ou

propósito de uso num contexto educacional;• Estética: estabelece o apelo visual adotado;• Padronização: define o conjunto dos

elementos constitutivos utilizados;• Funcionalidade: define o conteúdo

instrucional das partes que integram a máquina como um todo;

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• Características das TLMs• Flexibilidade: define a capacidade de adaptação ao

programa instrucional;• Portabilidade: define a facilidade de transporte

manual da máquina;• Expansibilidade: define a capacidade de ampliação

das características funcionais da máquina; • Praticidade: que é definido pelo tempo médio gasto

entre montagens e desmontagens dos experimentos.

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• Classificação das TLMs• Sistemas Completos• Sistemas Modulares• Sistemas Construtivos

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• Máquinas Completas• São projetadas e construídas num único

aparato, exibindo de uma só vez todos os elementos constitutivos destinados a atender um programa educacional, de treinamento prático ou para uma demonstração técnica.

• Essas máquinas apresentam, comumente, grandes dimensões, alto nível de objetividade e praticidade para atender aos propósitos para as quais foram projetadas.

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• Máquinas Completas

LABVOLT - Sensores

BIT9 - Sensores

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• Máquinas Completas

LABVOLT - EletromecânicaLABVOLT - Refrigeração

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• Máquinas Modulares• São flexíveis, portáteis, práticas e incluem

uma variedade muito extensa de elementos constitutivos interconectáveis que aumentam a possibilidade de seu alcance de experimentações e extensões futuras sem perder a sua objetividade.

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• Máquinas Modulares

BIT9 – Eletrônica GeralBIT9 – Eletrônica Digital

BIT9 – Eletrônica Geral

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DEGEM – Eletrônica BásicaEB - Electronic Bench

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LABVOLT - Eletromecânica de 2-kW

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• Máquinas Construtivas

LABVOLT – Manutenção e reparos

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• Taxionomia da TLMs• TM (teaching machine), para indicar que a máquina possui

desenho e funcionalidade, visando atender às necessidades didáticas do professor;

• LM (learning machine), para indicar que a máquina foi desenhada para permitir o desenvolvimento de atividades práticas de aprendizagem, focando hábitos especiais nos alunos alvo da aprendizagem;

• TLM (teaching-learning machine), para designar a classe de máquinas que contempla, de uma maneira geral e irrestrita, todos os tipos possíveis de máquinas utilizadas nos processos de ensino-aprendizagem; e

• MMI (man-machine interface or interaction), para qualificar que o projeto da máquina proposta contemplou aspectos relevantes das interações decorrentes entre o homem e a máquina, nos termos conceituados em PREECE (1994, 2002) sobre HCI (human-computer interaction).

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Metodologia

• Contextos de Aprendizagem• Transposição Didática• Microensino• Práticas de Ensino

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• Define todos os elementos conceituais desejados e

que se pretende utilizar nas atividades práticas com as TLMs.

• Exemplos• Máquina de Ensino-Aprendizagem de Chaves/Relés;• Máquina de Ensino-Aprendizagem Bipolar;• Máquina de Ensino-Aprendizagem MOS;• Máquina de Ensino-Aprendizagem de Lógica

Programável.

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• TLM de Chaves

B15 V

AChave

R1330

Led Y

+

Y

B15 V

BA

Led Y

R1330

+

Y

B

A B15 V

Led Y

R1330

+

Y

Led YA

B15 V

R1330

+Y

A

B

B15 V

R1330

Led Y

+

Y

BA Led Y

R1330

B15 V

+

Y

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• TLM de Relés

NF

V

NF

V

NF

NF

V

NF

V

NF

V

NF

V

NF

B

A

A

B

Y

Y

B

A

Y

A

B

YNA

V

V

NA

V

NA

NA

V

NA

V

NA

V

NF

V

NA

V

NA

NF

V

NA

NA

V

A

B

B

A

Y

Y

A

Y

A

Y

A

Y

A

Y

B

A

Y

B

A

Y

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• Máquina de Ensino-Aprendizagem Bipolar

C

Output Y

+Vcc

R11 KA

D1

D2

D3

B

V

CYB

A

Y = A+B+C R1680

D3C

BD2

Output Y

AD1 Y

ABC

D1

R4130

OutputY = A

+Vcc

R31 K

Q1BC548

R14 K

A

Q3BC548

R21,6 K

Q2BC548

Q4BC548

V

YA

A Q1,Q2BC548

R14 K

B R31 K

Q5BC548

OutputY = A.B

Q4BC548

R21,6 K

Q3BC548

R4130

D1

V

+Vcc

B

AY

Control

A

D1

Q5BC548

R3500

R44 K

Q4BC548

V

R2750

R14 K

R540

D2 Q1BC548

Q2BC548

Q3BC548

+Vcc

OutputY = A

A

Control

Y

A

B

R14 K

R24 K

Q1BC548

Q3BC548

R41 K

Q4BC548 Q2

BC548

V

Q5BC548

OutputY = A+B

+Vcc

R31,6 K

YA

B

V

D1

R22 K

R14 K

+Vcc

R41,6 K

A Y

A Q1BC548

Q2BC548

OutputY = A

Q4BC548

R51 K

Q6BC548

Q3BC548

R3800Lógica DTL

Lógica TTL

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• Máquina de Ensino-Aprendizagem MOS

Y

A N

RLPull-up

+V

A B

Y

NN

RLPull-up

+V

B

A

Y

N

N

RLPull-up

+V

A

RLPull-down

Y

+V

P

Y

RLPull-down

BA

+V

PP

Y

B

A

RLPull-down

+V

P

P

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Metodologia


+V +V+V

+V

P

P

NMOSPull-down Network

Inputs

Output

N

N

Y

P

NA

Y

N NA B

P

Y

A

B

PMOSPull-down Network

Inputs

+V

N

+V

Output

P

Y

N

+V

P

+V

A

+V+V

N

BPPP AA

N

Y

+V+V

Y

B

LógicaPseudopMOS

LógicaPseudonMOS

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Metodologia


A

+V

Y

N

P

A Y=A

Y=A

+V

N

+V

N

PP

A

+V

BN

N

Y=A.B

P P

N

+V

A

+V

BN

N

Y=A.B

P P P

LógicaCMOSEstática

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Metodologia


A

+V

BNN

Y=A+B

P

P

+V

A NN

+V

N

Y=A+B

P

PP

B


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Metodologia


Y

B

A

B

A

NN

NN

B

A

B

A

NN

NN

BA PP

B

+V

A PP

Y

+V

BB

AA

PP

PP


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Metodologia



Inputs

CLK N


Inputs

CLK

Output

N


StaticCMOS OutputInputs

Dynamic N-Type CMOS

Clock

OutputInputs InputsDynamic P-Type CMOS

Clock

Output

+V

Inputs Output


Output

P

+V

P

+V

(CMOS Design) (N-Type Dynamic Logic) (P-Type Dynamic Logic)

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Metodologia


Y

B

A

B

A

NN

NN

B

A

B

A

NN

NN

BA PP

B

+V

A PP

Y

+V

BB

AA

PP

PP


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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• TLMS MOS - Lógica Dinâmica

B

B N

N

NCLK

P

+V

A

Y

A

Y

A

Y

NCLK

N N

+V

P

CLK

N

N

P

+V

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• TLM CMOS – Lógica Programável

In1

In0

Output Y

1

0

S

Output Y

S

In0

In1

N

N

Output Y

1

0

S

In0

In1 In1

N

N

In0

S

Output Y

Lógica comSeletor

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Metodologia

• Modelagem do Contexto de Aprendizagem• TLM CMOS – Lógica Programável

+V

A

B

Output Y

1

0 A

B

Output Y

1

0

B

AOutput Y

1

0

A

B

Output Y

A

B

Output Y

A

B

Output Y

PTL-AND Gate PTL-OR Gate PTL-XOR Gate

Output Y

B

A

Output Y

Output Y

Output Y B

A

B

A

B

A

0

1

0

1Output Y

B

A0

1Output Y

B

A

+V

PTL-NAND Gate PTL-NOR Gate PTL-XNOR Gate

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Metodologia

• Transposição Didática• Termo introduzido em 1975 pelo sociólogo Michel

Verret e, alguns anos depois, passou a ser rediscutido pelo francês Yves Chevallard, pesquisador em didática das matemáticas.

• Conceito• A transposição didática é um processo complexo que,

através de métodos e técnicas didáticas, permite realizar transformações em objetos de saberes conhecidos (du savoir savant) em objetos que compõem os saberes de ensino (au savoir enseigné).

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Metodologia

• Transposição Didática• A complexidade do processo de transposição didática

pode ser observada por um fato histórico interessante que ocorreu com a Geometria desenvolvida por Euclides de Alexandria (300 a.C.) que compilou num livro chamado Elementos de Euclides, todo o conhecimento que existia sobre geometria em sua época.

• Somente no final do século XIX é que conteúdos parciais do livro de Eucludes chegaram ao ensino fundamental nas escolas européias, porém com 2000 anos de atraso.

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Metodologia

• Conceito de Microensino• É uma técnica simples desenvolvida por ALEN

(1967), aplicada normalmente na formação de professores, que objetiva o desenvolvimento de habilidades em candidatos à docência antes mesmo que estes venham a entrar em sala de aula definitivamente.

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Metodologia

• Conceito de Microensino (ALEN, 1967)

Algumas aulas precisaram ser replanejadas e foram executadas com outros grupos de alunos.Ajuste5

As aulas gravadas foram analisadas e discutidas com alguns colegas professores de eletrônica e microeletrônica, visando melhorias nas práticas de ensino.

Análise das Microaulas4

Algumas microaulas foram gravadas com uma câmera digital e outras com gravadores visando fornecer detalhes para a análise posterior.Registro das Microaulas3

Cada microaula foi aplicada à um pequeno grupo de alunos, entre 5 e 10 alunos. Em algumas situações professores das instituições visitadas participaram de microaulas como alunos. Os alunos foram avaliados por provinhas práticas e pesquisados por questionários de avaliação simplificados.

Planejamento de Microaulas2

Cada habilidade de ensino-aprendizagem foi especificamente focalizada num pequeno período de aula que variou entre 15 e 50 minutos. Considerou-se, primeiramente, a mesma aula com e sem o uso de uma TLMs com turmas distintas.

Planejamento de Habilidades de Ensino-aprendizagem1

DescriçãoEtapa

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Metodologia

• Práticas de Ensino• Abordagens desenvolvidas

• Alunos Construtores• Desenvolve-se o perfil do Engenheiro

• Alunos Montadores• Desenvolve-se o perfil do técnico

• Alunos Usuários• Desenvolve-se o perfil de usuário

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Módulos Standard-Cell

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Painel de Força

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Painel de Força

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Painel de Força

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Módulos Sea-of-Gates

• É um conceito de projetos de circuitos integrados onde transistores nMOS e pMOS são previamente dispostos e construídos em longas filas no silício, porém um pós-processamento de metalização permite que sejam estabelecidas diferentes funcionalidades desejadas para uma mesma base de transistores.

• Os Módulos Sea-of-Gates da Máquina foram construído com base nas características do CI 4007 CMOS.

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Módulos Sea-of-GatesR

ede

PM

OS

Red

eN

MO

S

P

N

P

N

+V

P

N

P

N

P

N

P

N

P

N

+V

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Módulos Sea-of-Gates

Porta NOR é definida somente na Metalização.

Red

eP

MO

SR

ede

NM

OS

P

N

P

N

+V

P

N

P

N

P

N

P

N

P

N

+V

A B Y

A YB

Isolamento

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CI 4007

N

N

P

NP

P

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

CD4007UB

SN2G2SP2DP2 DN2 G1 Vss

SP3DP1 DN/P3 G3 DN1SN3Vdd

24/11/2008 63

CI 4007

DN1

DP1

N

VSS

VDD

G1

N

SP3

SN3

G3

DN/P3

P P

+V

N

DP2

DN2

SP2

SN2

G2

P13

8

7

6

14

9

11

10 12

5

1

4

2

3

24/11/2008 64

Transistores nMOS e pMOS

N

DP2

DN2

SP2

SN2

G2

P

5

1

4

2

3P

14 13

1 2 3

12 11 10 9 8

7654DPn SPn VssGPn

CD4007P

Vdd

N

32 4 5 6 71

14 13 12 11 10 9 8

SNnGNn DNn Vss

Vdd

CD4007N

24/11/2008 65

4 3 2 1

CN

1

USB (5 VDC)

Bit A

01

L1

R1

S1

AK

A L2

R2

S201

Bit B

KA

B

01 K

A

S3

L3

R3Bit C

C Z

R5

L5

AK

R4

L4

AK

Y4 3 2 1

CN

2

USB (5 VDC)

GN1 GN2

DN

1/SN

2

SN1

11

12

13

14A B C D

PSI/E

PUSP

/200

7

GP1 GP2GN1 GN2

6

7

8

9

10

GN3GP3

GN4GP4

GN3 GN4

DN

2/SN

3

DN

3/SN

4

DN

4/SN

5

E F G H I

GP1 GP2

SP1

DP1

/SP2

A B C D1

2

3

4

5

Projeto de CircuitosIntegrados CMOS

DP2

/SP3

DP3

/SP4

GP3

E F G

GP4

H I

DP4

/SP5

DP5

/SP6

GP6GP5

J K L

GP7

M N

DP7

DP6

/SP7

Modelagem GeométricaSea-of-GatesProf. Wilhelmus A.M.V. Noije

O1

2

3

4

5

GN5 GN6 GN7D

N5/

SN6

DN

6/SN

7

DN

7

J K L M N

GN6GN5GP6GP5

GN7GP7

6

7

8

9

10

O

FLEX

LAB

11

12

13

14

ConectorUSB

ChavesInterruptoras

ContatosPara

Metalização

LEDsMonitores

Vista frontal do PCB da Máquina Sea-of-Gates

ConectorUSB

VDD

VSS

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Módulo Sea-of-Gates4 3 2 1

CN

1

USB (5 VDC)

Bit A

01

L1

R1

S1

AK

A L2

R2

S201

Bit B

KA

B

01 K

A

S3

L3

R3Bit C

C Z

R5

L5

AK

R4

L4

AK

Y4 3 2 1

CN

2

USB (5 VDC)

GN1 GN2

DN

1/SN

2

SN1

11

12

13

14A B C D

PSI/E

PUSP

/200

7

GP1 GP2GN1 GN2

6

7

8

9

10

GN3GP3

GN4GP4

GN3 GN4

DN

2/SN

3

DN

3/SN

4

DN

4/SN

5

E F G H I

GP1 GP2SP

1

DP1

/SP2

A B C D1

2

3

4

5

Projeto de CircuitosIntegrados CMOS

DP2

/SP3

DP3

/SP4

GP3

E F G

GP4

H I

DP4

/SP5

DP5

/SP6

GP6GP5

J K L

GP7

M N

DP7

DP6

/SP7

Modelagem GeométricaSea-of-GatesProf. Wilhelmus A.M.V. Noije

O1

2

3

4

5

GN5 GN6 GN7

DN

5/SN

6

DN

6/SN

7

DN

7

J K L M N

GN6GN5GP6GP5

GN7GP7

6

7

8

9

10

O

FLEX

LAB

11

12

13

14

ConectorUSB

ChavesInterruptoras Conector

USB

Contatos

CD4007P

CD4007N

N

89

1011

1213

14 17

65

42

3

Vss

Vdd

CD

4007

N

DN

nS

Nn

GN

n

P

45

678

910

1112 3

21

1314

Vss

Vdd

CD

4007

P

SPn

DPn

GP

n

LEDsMonitores

Vista do PCB com os 14 CIs CD4007 (7-PMOS e 7-NMOS)

RedePMOS

RedePMOS

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Módulo Sea-of-Gates

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24/11/2008 69


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24/11/2008 71


24/11/2008 72


24/11/2008 73


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24/11/2008 75


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24/11/2008 77


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24/11/2008 79


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David Z. Pan

A Máquina Sea-of-gates foi apresentada ao Professor David Z. Pan, da University of Texas at Austin, um especialista em algorítmos de roteamento para ferramentas EDA/VLSI/CAD, durante sua visita ao Brasil, na UFRGS (Ago/2008).

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Resultados Experimentais

• As TLMs modulares foram mais facilmente utilizadas e permitem um grande volume de experimentações embora a construção dos módulos requerem maior planejamento;

• As TLMs construtivas normalmente agradam mais pois os alunos participam de todo o processo criativo até a montagem final, mas toma muito tempo do programa de ensino;

• O uso de componentes e materiais reciclados na construção de TLMs parece estimular mais os jovens do que simplesmente comprar uma lista de componentes para usar nas montagens;

• O Monitoramento das conexões através de LEDs ficaram mais interessantes, não precisando de analisador lógico ou ponta lógica;

• Muitos alunos mostram interesse em comprar os componentes das TLMs por curiosidade pessoal.

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Conclusão

• Objetivos Alcançados• De uma maneira geral, as TLMs podem realmente

potencializar a eficiência de aprendizagem no processo pedagógico;

• As Máquina Standard-Cell são mais trabalhosas de serem construídas devido a necessidade de diversos de módulos de células para realizar experiências simples;

• As Máquinas Sea-of-Gates são mais simples de serem construídas, porém apresentaram maiores dificuldades de aprendizagem nas aulas práticas;

• Os objetivos educacionais em aulas introdutórias sobre Projetos de Circuitos Integrados CMOS, são mais facilmente atingidos com os Módulos Standard-Cell do que Módulos Sea-of-Gates.

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Conclusão

• Trabalhos Futuros• Desenvolver e construir Módulos Sea-of-

Transistors, para ampliar a eficiência de aprendizagem e das montagens.

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Conclusão

• Trabalhos Futuros• Desenhar e construir Módulos Sea-of-Transistors,

para ampliar a eficiência de aprendizagem e das montagens.

• Divulgar a tecnologia de Projetos Circuitos Integrados CMOS usando as TLMs propostas com Módulos Standard-Cell, Sea-of-gates e Sea-of-Transistors nas Escolas de Ensino Técnico de Eletrônica em todo o Brasil.

• Elaborar um curso de especialização ou formação de professores em Projetos de Circuitos Integrados CMOS utilizando recursos das Máquinas CMOS.

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Módulo Sea-of-Transistors

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A B C D E F G H I J K L

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8


PN

-MO

STr

ansi

stor

s

PM

OS

NM

OS

Teaching-learningmachine•ElementofCMOS IC Design Lab•AssembledwithCMOS IC -CD4007•SignalsmonitoredwithcoloredLEDs•SupplyVoltage: Vdd= 5V•MaximumPowerconsumption: PD= 25 mW•Module DImension: 15,0 cm x 5,0 cm PMOS & NMOS

Transistors

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1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8


PMOS

NMOS

PN-MOSTransistors

Transistor Model

Vdd = 5V

Vss

ds

g

ds

g

PM

OS

NM

OS

AK

g

PMOS

s d

Vss

flextronica.org

s

KA

NMOS

Vdd = 5VCMOS Lab

d

g

KA

KA

AK

Sea-

of-T

rans

isto

rsM

odul

e

vdd

vss

ds

g

ds

g

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1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8


AK

g

PMOS

s d

Vss

flextronica.org

s

KA

NMOS

Vdd = 5VCMOS Lab

d

g

KA

KA

AK

Sea-

of-T

rans

isto

rsM

odul

e

AK

g

PMOS

s d

Vss

flextronica.org

s

KA

NMOS

Vdd = 5VCMOS Lab

d

g

KA

KA

AK

Sea-

of-T

rans

isto

rs M

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e

AK

KA

AK

AK

KA

AK

KA

AK

AK

KA

AK

PMOS

Red g

s d

Vss

flextronica.org

s

KA

NMOSRed

Vdd = 5VCMOS Lab

Green

d

KA

Yellow

g

KA

AK

Sea-

of-T

rans

isto

rs M

odul

e

Yellow

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1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8


R12K2

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

CD4007

Vdd

D5LED

Vss

R2/R32k2

Vss

D2/D3LED

(Drain))

R1/R42k2

D1/D4LED

(Gate)

Vdd

Esquema Elétrico do Sea-of-Transistor Module

PMOS

NMOS

7

14

6

8

13

PMOS

NMOS

5

PMOS

NMOS

4

2

1

Vss

3 10

9

11

12

NMOS

PMOS

POWER GATE MONITOR DRAIN MONITOR

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1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8


AK

g

PMOS

s d

Vss

flextronica.org

s

KA

NMOS

Vdd = 5VCMOS Lab

d

g

KA

KA

AK

Sea-

of-T

rans

isto

rsM

odul

e

R12K2

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

U1CD4007

Vdd

D5LED

Vss

R22k2

Vss

G S D

D2LED

(Drain))

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

U2CD4007

Vdd

GSD

NMOS PMOS

R12k2

D1LED

(Gate)

Vdd

R42k2

D3LED

(Drain)

R32k2

D4LED

(Gate)

Vss

Esquema Elétrico

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Conclusão

• Trabalhos Futuros• Desenhar outros tipos de máquinas CMOS

com arquiteturas mais complexas utilizando microcontroladores para ampliar recursos de comunicação e funcionalidade programáveis, monitoradas por microcomputador.

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Referências

• AEBLI, Hans. Prática de ensino – Formas fundamentais de ensino elementar, médio e superior. Editora Vozes Ltda, Petrópolis, Rio de Janeiro, 4ª Edição, 1975.

• ALLEN, D. W. Microteaching: A Description. Stanford Press, Stanford, 1967.• AURICCHIO, Ligia de Oliveira. Manual de tecnologia educacional. Livraria Francisco Alves Editora

S.A., Rio de Janeiro, 1978.• CAMPOS, Dinah M. S. Psicologia da Aprendizagem. Editora Vozes, Petrópolis, RJ, 1970, p. 232• OKLOBDZIJA, Vjin G., editor-in-chief. The Computer Engineering Handbook. CRC Press, Boca Raton,

USA, 2002.• OLIVEIRA, Romualdo P.; ADRIÃO, Theresa. Organização do Ensino no Brasil: Níveis e

modalidades na Constituição Federal e na LDB. Xamã, São Paulo, 2ª Edição, 2007.• PERRELLI, Maria A. S. Uma Epistemologia dos Conteúdos das Disciplinas Científicas: As

Contribuições da “Transposição Didática”. 1996. Artigo CED, Universidade Federal de Santa Catarina.

• PREECE, Jenny [et al.] Human-Computer Interaction, Pearson Addison-Wesley, Boston, 1994.• REIS, Ricardo Augusto da Luz (Organizador). Sistemas Digitales: Síntese Física de Circuitos

Integrados. CYTED, Bogotá, Colombia, 2000, 373 p.• ROSA, Carlos A.; VAN NOIJE, Wilhelmus A.M. Proposta de Máquinas de Ensino-Aprendizagem

para o Ensino de Projetos de Circuitos Integrados CMOS. COBENGE 2008 – Congresso Brasileiro de Educação em Engenharia, São Paulo, de 9 a 12 de Setembro de 2008.

• [TURNER, 1982] TURNER, L. W. (Organizador) Manual do Engenheiro Eletrônico, Cap. 22 - Auxílios Eletrônicos à Educação, Editora Hemus Ltda, São Paulo, Brasil, 1982.

• VAN NOIJE, Wilhelmus A.M. Design and Characterization of Uncommitted Logic Arrays in Single and Double Level Metal CMOS. Tese (Doutorado em Ciências Exatas) – Departamento de Eletrotécnica da Katholieke Universiteit Leuven, K.U.L., Orientador Gilbert Declerck, Bélgica, 1985.

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Agradecimentos

• CNPq / CI-BRASIL / NSCAD• INF/UFRGS• CCS/UNICAMP• ETEC/CEETPS• SENAI/SP• MPCE-FATEC/SP• CEFET/SP• LSI/EPUSP• Prof. Dr. Renato Perez Ribas• Prof. Dr. José Aquiles Baesso Grimoni• Prof. Dr. Wilhelmus Adrianus Maria Van Noije

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Programa de Pós-Graduação Escola Politécnica da USP...• Para construir uma máquina de...

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