Obiettivi formativi
Obiettivi dell'insegnamento (con particolare riferimento alle competenze acquisite ed agli obiettivi formativi): Il corso fornisce glielementi introduttivi alla comprensione del funzionamento dei sistemi digitali. Al termine del corso, lo studente acquisisce una visione funzionale dei sistemi digitali, familiarizza con alcuni degli strumenti CAD di base ed è in grado di completare le prime esperienze progettuali.
Prerequisiti
- - -
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione ai sistemi elettronici: componenti e funzioni fondamentali.
Concetto di segnale: rappresentazioni analogica, digitale e binaria delle informazioni.
Astrazione dei sistemi fisici: gerarchia dei livelli di descrizione. Descrizione funzionale e strutturale dei sistemi digitali. Procedimenti di analisi e di sintesi. Reti logiche: definizioni e concetti introduttivi. Operatori logici elementari. Reti combinatorie e sequenziali.
Strumenti di progettazione assistita: strumenti di descrizione schematica, simulatori.
Progetto di reti logiche combinatorie: funzioni logiche e loro realizzazione; tabelle di verità, mappe di Karnaugh; funzioni equivalenti: il problema della minimizzazione, algoritmi e strumenti software. Sintesi automatica delle reti combinatorie. Sintesi a NAND, NOR. Dispositivi programmabili: MUX, ROM, PAL, PLA. Non idealità: tempi di propagazione, ritardi, alee.
Reti logiche sequenziali: concetti e definizioni. Elementi di memoria. Reti sequenziali sincrone e asincrone. Macchine a stati finiti: descrizione, ottimizzazione e sintesi.
Progetto di reti sincrone: algoritmi e strumenti software.
Reti asincrone, non idealità, effetti di transitorio (alee, corse), criteri di progettazione a prova di malfunzionamento.
Elementi funzionali complessi: ALU, registri, contatori.
Dispositivi programmabili: CPLD, FPGA.
Laboratorio di elettronica digitale:
Il flusso di progettazione dei sistemi digitali
Impiego di MATLAB in ausilio alla progettazione e alla simulazione
I Linguaggi di Descrizione Hardware
Concetti e costrutti base del linguaggio VHDL
Descrizione di semplici circuiti logici e sequenziali
Programma esteso
Introduzione ai sistemi elettronici: componenti e funzioni fondamentali.
Concetto di segnale: rappresentazioni analogica, digitale e binaria delle informazioni.
Astrazione dei sistemi fisici: gerarchia dei livelli di descrizione. Descrizione funzionale e strutturale dei sistemi digitali. Procedimenti di analisi e di sintesi. Reti logiche: definizioni e concetti introduttivi. Operatori logici elementari. Reti combinatorie e sequenziali.
Strumenti di progettazione assistita: strumenti di descrizione schematica, simulatori.
Progetto di reti logiche combinatorie: funzioni logiche e loro realizzazione; tabelle di verità, mappe di Karnaugh; funzioni equivalenti: il problema della minimizzazione, algoritmi e strumenti software. Sintesi automatica delle reti combinatorie. Sintesi a NAND, NOR. Dispositivi programmabili: MUX, ROM, PAL, PLA. Non idealità: tempi di propagazione, ritardi, alee.
Reti logiche sequenziali: concetti e definizioni. Elementi di memoria. Reti sequenziali sincrone e asincrone. Macchine a stati finiti: descrizione, ottimizzazione e sintesi.
Progetto di reti sincrone: algoritmi e strumenti software.
Reti asincrone, non idealità, effetti di transitorio (alee, corse), criteri di progettazione a prova di malfunzionamento.
Elementi funzionali complessi: ALU, registri, contatori.
Dispositivi programmabili: CPLD, FPGA.
Laboratorio di elettronica digitale:
Il flusso di progettazione dei sistemi digitali
Impiego di MATLAB in ausilio alla progettazione e alla simulazione
I Linguaggi di Descrizione Hardware
Concetti e costrutti base del linguaggio VHDL
Descrizione di semplici circuiti logici e sequenziali
Bibliografia
TEORIA: Reti Logiche, di Laschi Roberto e Prandini Marco - Ed. Progetto Leonardo Esculapio Bologna
LABORATORIO: VHDL Progetto di Sistemi Digitali, di Mark Zwolinski, edito da PEARSON - Prentice Hall
Metodi didattici
- - -
Modalità verifica apprendimento
L'esame prevede una valutazione delle attività di laboratorio e una prova scritta.
Altre informazioni
- - -
