Obiettivi formativi
Il corso fornirà le conoscenze di base e gli strumenti per la comprensione
dei sistemi digitali. In particolare, verranno
presentate le principali tecniche di sintesi dei sistemi digitali e verrà
presentata l'architettura dei dispositivi configurabili e programmabili più
diffusi. Inoltre, verranno esaminate le principali problematiche di
configurazione dei
sistemi e illustrati i vari ambiti applicativi.
Attraverso esercitazioni in laboratorio lo studente avrà modo di applicare
alcuni dei concetti illustrati in aula acquisendo abilità pratiche.
Prerequisiti
Elettronica I (consigliato)
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione alle tecnologie microelettroniche
Memorie a semiconduttore: architettura e blocchi funzionali, memorie a
sola lettura, memorie non volatili, memorie a lettura-scrittura
Tecniche di progettazione dei sistemi digitali
Architettura di CPLD e FPGA
Architettura dei microcontrollori
Architetture dei DSP
Esercitazioni in laboratorio su semplici schede basate su microprocessori
Programma esteso
Introduzione al corso: (2h)
Cenni sulle Tecnologie Microelettroniche: il processo di fabbricazione
CMOS (4h)
Tecniche di progettazione dei sistemi digitali (16h)
• La progettazione dedicata
• Metodologie progettuali basate su celle: celle standard e celle
compilate
• Macrocelle. Megacelle e proprietà intellettuale
• Implementazione a matrici logiche
• Dispositivi programmabili sul campo: CPLD
• Dispositivi programmabili sul campo: le FPGA, interconnessioni
programmabili in una FPGA, stima dei parassiti e valutazione del tempo di
propagazione lungo una linea di interconnessione
• Architettura di una FPGA di tipo commerciale avanzato
Architettura dei microcontrollori (12h)
• I tipi di memorie di un microcontrollore
• La architettura di una memoria
• Le memorie ROM, EPROM, EEPROM, FLASH
• La architettura di un microcontrollore
• Le periferiche di I/O più comuni (Counters and Timers, Serial Ports .)
Architetture dei DSP (4h)
Architettura di un PLC (2h)
Esercitazioni in laboratorio (10h)
• Semplice esercitazione su un sistema basato su microcontrollore
Bibliografia
- J.M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic, "Digital Integrated Circuits, a
Design Perspective", Prentice Hall, second edition
- Paolo Spirito, “Elettronica digitale”, McGraw-Hill
Metodi didattici
lezioni frontali, esercitazioni in laboratorio.
Le lezioni saranno in presenza.
Le esercitazioni di laboratorio verranno organizzate in presenza.
Modalità verifica apprendimento
E’ prevista la sola prova orale.
Nel corso della prova orale verranno poste due domande su argomenti
trattati durante il corso.
L'esame si considera superato se in entrambe le domande si ottiene una
valutazione sufficiente.
Durante il colloquio allo studente verrà chiesto di dimostrare di aver
assimilato i principi base delle architetture dei sistemi digitali di averne
compreso pregi e difetti.
Altre informazioni
lucidi delle lezioni sono reperibili https://elly2023.dia.unipr.it/
Sul medesimo sito sono disponibili appunti del docente sulle tematiche
non ricoperte dei lucidi.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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