Obiettivi formativi
Il corso fornisce gli elementi 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.
Contenuti dell'insegnamento
<p><u><strong> 1° modulo:</strong></u><br />
</p>
<br />
Introduzione ai sistemi elettronici: componenti e funzioni fondamentali.<br />
Concetto di segnale: rappresentazioni analogica, digitale e binaria delle informazioni. <br />
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.<br />
Strumenti di progettazione assistita: strumenti di descrizione schematica, simulatori.<br />
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.<br />
Non idealità: tempi di propagazione, ritardi, alee.<br />
<br />
<u><strong>2° modulo</strong></u><br />
<br />
Reti logiche sequenziali: concetti e definizioni. Elementi di memoria. Reti sequenziali sincrone e asincrone. Macchine a stati finiti: descrizione, ottimizzazione e sintesi.<br />
Progetto di reti sincrone: algoritmi e strumenti software.<br />
Reti asincrone, non idealità, effetti di transitorio (alee, corse), criteri di progettazione a prova di malfunzionamento.<br />
Elementi funzionali complessi: ALU, registri, contatori.<br />
Dispositivi programmabili: CPLD, FPGA.<br />
<br />
<u><strong>3° modulo</strong></u><br />
<br />
Laboratorio di elettronica digitale:<br />
Il flusso di progettazione dei sistemi digitali<br />
Impiego di MATLAB in ausilio alla progettazione e alla simulazione<br />
I Linguaggi di Descrizione Hardware<br />
Concetti e costrutti base del linguaggio VHDL<br />
Descrizione di semplici circuiti logici e sequenziali<br />
Simulazione<br />
<p></p>
Bibliografia
<p></p>
1) F. Fummi, M. Sami, C. Silvano , “Progettazione digitale” II ed, McGraw-Hill.<br />
2) M. Morris Mano, C.R. Kime, “Reti Logiche”, Pearson Prentice Hall<br />
3) http://www.vhdl.org <br />
<p></p>
Metodi didattici
Il corso di articola su lezioni orali, alternate a dimostrazioni ed esperienze di laboratorio software. <br />
L'esame prevede una valutazione delle attività di laboratorio e una prova orale.
