O projeto “CAD Educacional para Circuitos Digitais” foi inspirado na dificuldade apresentada por alunos que cursam Ciência da Computação para aprender a disciplina de Circuitos Digitais. Isto se deve à dificuldade de acesso dos alunos a materiais para realizar experimentos com circuitos lógico-digitais e à falta de softwares, que possam ser utilizados facilmente por estes alunos que cursam apenas disciplinas introdutórias ao assunto. Estes obstáculos desmotivam os alunos pelo tema.

 

O “CAD Educacional para Circuitos Digitais” consiste num software que permite a rápida criação e simulação de circuitos digitais simples, permitindo a estes alunos criar e simular circuitos digitais de forma descomplicada, rápida e educativa. Com isso o aluno pode realizar experimentos e perceber o poder e a importância dos circuitos digitais, estimulando e auxiliando o mesmo no estudo desta importante disciplina.

O processo de desenvolvimento de software adotado para a criação do “CAD Educacional para Circuitos Digitais” foi o Processo Unificado, que se baseia no desenvolvimento iterativo e incremental. Este processo é uma excelente metodologia para projetos que utilizam a Programação Orientada a Objetos.

A linguagem de programação JAVA foi adotada por seu bom suporte aos conceitos da Orientação a Objetos (OO), por ser livre e devido aos programas desenvolvidos nesta linguagem poderem ser utilizados em qualquer tipo de plataforma para a qual exista uma implementação da JVM, máquina virtual JAVA.

O ambiente utilizado foi o Eclipse, uma IDE livre e eficiente, rodando sobre o sistema operacional Linux.

 

A simulação usa uma álgebra de 4 estados, as transições são agendadas num simulador de eventos discretos, o que permite a modelagem de diversos tipos de atraso nos componentes, e o uso da OO torna simples a extensão do simulador para acrescentar novos modelos de componentes.

O sistema possibilita ao estudante criar e simular circuitos digitais com os componentes lógicos AND, OR, XOR e Negação (NOT), com facilidade e rapidez.

Os resultados das interações do aluno com o software são apresentados de forma clara, facilitando o estudo do tema.

O valor das entradas de cada componente pode ser definido pelo aluno como 0 (False), 1 (True), u (Não Definido) ou i (Indefinido). A simulação é invocada com um único “clique”.

O circuito pode ser rapidamente modificado com movimentação e remoção de componentes e fios, dando ao estudante grande flexibilidade para realizar experimentos.

O “CAD Educacional para Circuitos Digitais” permite ao aluno praticar, de forma simples e clara, os conceitos sobre circuitos digitais, motivando e auxiliando seu aprendizado. O sistema também pode auxiliar o professor a ilustrar o tema em sala de aula.

 

A metodologia de desenvolvimento, OO com o Processo Unificado, permitiu o desenvolvimento de um software relativamente complexo no espaço de tempo curto da duração da iniciação científica, um ano. O programa resultante permite uma fácil expansão para a inclusão de novos componentes de complexidade variada. O fato do simulador ser dirigido a eventos permite criar modelos com diferentes tipos de atrasos e realizar não apenas a análise lógica dos circuitos, mas também a análise da temporização dos circuitos.

 

Pelo fato de ser livre, os alunos também podem estudar o código fonte e analisar a arquitetura e os algoritmos utilizados. O uso de JAVA permite que o código rode numa variedade muito grande de plataformas.

Instituição de fomento: CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Trabalho de Iniciação Científica