ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

Ingegneria Elettronica ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

0622400031
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2022/2023



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
990LEZIONE
Obiettivi
IL INSEGNAMENTO INTENDE TRASFERIRE ALLO STUDENTE LE COMPETENZE SULLA PROGETTAZIONE DEI SISTEMI INTEGRATI DIGITALI, FORNENDO LE METODOLOGIE DI ANALISI PER IL DIMENSIONAMENTO DELLE PARTI CHE PRESIEDONO AL PROCESSAMENTO DEI SEGNALI E LE CONOSCENZE DEGLI STRUMENTI HW/SW PER IL DESIGN DEI SISTEMI ELETTRONICI ASIC AND FPGA-BASED.
1. CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: I'INSEGNAMENTO INTENDE DOTARE LO STUDENTE DELLE CONOSCENZE FONDAMENTALI SUI BLOCCHI FUNZIONALI PER IL TRATTAMENTO DEI SEGNALI ED ABITUARLO AD UNA VISTA UNITARIA DELL’ARCHITETTURA HARDWARE DI UN SISTEMA ELETTRONICO COMPLETO. A TAL FINE LO STUDENTE CONOSCERÀ LA STRUTTURA DEI BLOCCHI ARITMETICI DI UTILIZZO PIÙ DIFFUSO; LA STRUTTURA DELLA LOGICA DI CONTROLLO E IL MODO IN CUI TALI ELEMENTI SONO INTERCONNESSI IN MODO SINCRONO O ASINCRONO. LO STUDENTE CONOSCERÀ, INOLTRE, LA STRUTTURA DI UNA MODERNA FPGA E LE MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO. PARTICOLARE RILIEVO VIENE DATO ALL’IMPIEGO DI LINGUAGGI DI DESCRIZIONE DELL'HARDWARE E DI SOFTWARE DEDICATO PER LA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA COMPLETO VLSI SIA ASIC CHE FPGA-BASED.
2. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE:
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI ANALIZZARE, DIMENSIONARE E REALIZZARE CIRCUITI E SISTEMI DI ELEVATA COMPLESSITÀ IL CUI FUNZIONAMENTO RICHIEDA L’IMPIEGO DI UNA ELETTRONICA DIGITALE O MISTA. SARÀ IN GRADO DI PROGETTARE E REALIZZARE SISTEMI ELETTRONICI DIGITALI MEDIANTE LINGUAGGI DI DESCRIZIONE DELL'HW E SOFTWARE DI SINTESI E SIMULAZIONE CIRCUITALE. SARÀ IN GRADO DI UTILIZZARE FPGA PER LA PROTOTIPIZZAZIONE DEI SISTEMI PROGETTATI.
3. AUTONOMIA DI GIUDIZIO :
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI INDIVIDUARE I METODI PIÙ APPROPRIATI PER L’ANALISI E SINTESI DI CIRCUITI DIGITALI DI ELEVATA COMPLESSITÀ E GIUDICARE L’AZIONE DEI DIVERSI PARAMETRI SULLE LORO PRESTAZIONI.
4. ABILITÀ COMUNICATIVE :
LO STUDENTE DOVRÀ SAPER LAVORARE IN GRUPPO E FARE USO DI UN APPROPRIATO GERGO TECNICO SIA NELLA COMUNICAZIONE SCRITTA CHE ORALE. SARÀ IN GRADO DI DESCRIVERE E FORNIRE SPECIFICHE TECNICHE E DESCRIVERE IL DESIGN FLOW DI UN SISTEMA DIGITALE.
5. CAPACITÀ DI APPRENDERE :
LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI IMPIEGARE LE CONOSCENZE ACQUISITE IN CONTESTI DIFFERENTI DA QUELLI PRESENTATI DURANTE IL INSEGNAMENTO.
Prerequisiti
PER IL PROFICUO RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI ALLO STUDENTE SONO RICHIESTI I SEGUENTI PREREQUISITI:
1. CONOSCENZA DELLA FISICA DEI DISPOSITIVI ELETTRONICI E DEI LORO MODELLI.
2. CONOSCENZA DEI FONDAMENTI DELL’ELETTRONICA DIGITALE ED ANALOGICA.
3. CONOSCENZA DI BASE DELLE RETI LOGICHE.
Contenuti
1. FLUSSO DI PROGETTO DI SISTEMI DIGITALI. [2H]
2. LINGUAGGIO PER LA DESCRIZIONE DELL’HARDWARE: VHDL [18H]
3. EDA TOOL PER LA PROGETTAZIONE FPGA. [5H]
4. DATAPATH: [20H]
O ADDIZIONATORI CARRY SKIP, CARRY SELECT, CARRY LOOK-AHEAD.
O MOLTIPLICATORI; DIVISORI; SISTEMA CORDIC;
5. DIGITAL SIGNAL PROCESSING: MULTIPLY-ACCUMULATOR (MAC); E SUM-OF-PRODUCT (SOP) PER ACCELERARE IN HW SISTEMI INTEGRATI PER ANOMALY DETECTION;
5. LOGICA DI CONTROLLO: FUNZIONAMENTO E DESCRIZIONE MEDIANTE HDL. [2H]
6. FPGA: [20H]
O ARCHITETTURE DI FPGA RAM-BASED DALLE FAMIGLIE ALTERA E XILINX. [6H]
O AMBIENTE DI SINTESI E SIMULAZIONE PER FPGA XILINX (ALT. ALTERA). [4H]
7. TIMING DEI SISTEMI DIGITALI: SISTEMI SINCRONI E ASINCRONI: METODI DI INTERFACCIAMENTO, PIPELINE, GENERAZIONE E DISTRIBUZIONE DEL CLOCK. [10H].
8. MEMORIE A SEMICONDUTTORE: MEMORIE RAM STATICHE E DINAMICHE; MEMORIE ROM; CIRCUITI PERIFERICI: SENSE AMPLIFIER, ADDRESS DECODER [3H]
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO COMPRENDE LEZIONI TEORICHE PER UN TOTALE DI 40H, INTEGRATE DA ESERCITAZIONI NUMERICHE PER 10H, ED ESERCITAZIONI PRATICHE DI LABORATORIO PER 40H.
LE ATTIVITÀ DI LABORATORIO CONSISTERANNO NELLO SVILUPPO DI SISTEMI DIGITALI CHE RICADONO IN QUELLI TRATTATI DURANTE IL CORSO, MEDIANTE TOOL SOFTWARE PRODOTTI DA XILINX ED SCHEDE DI SVILUPPO FPGA DIGILENT CMOD, EQUIPAGGIATE CON FPGA XILINX ARTIX 7. I PROGETTI SARANNO SVOLTI IN GRUPPO ALLO SCOPO DI SVILUPPARE LE CAPACITÀ DI LAVORARE IN TEAM.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DELL'ESAME E' ESPRESSA IN TRENTESIMI CON VOTI CGE VANNO DAL 18 AL 30 E LODE. LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UNA PROVA INTERCORSO E LA DISCUSSIONE ORALE DI UN ELABORATO. LA PROVA INTERCORSO E' POSIZIONATA AL TERMINE DELLE LEZIONI DI TEORIA E CONSISTE IN QUESITI DI CARATTERE TEORICO SU TUTTI GLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE. L’ELABORATO CONSISTERÀ NELLA REALIZZAZIONE, MEDIANTE FPGA, DI UN SISTEMA DIGITALE, ASSEGNATO DURANTE IL CORSO, CHE POTRÀ ESSERE DIVERSO DI ANNO IN ANNO. L’ELABORATO SARÀ PRESENTATO MEDIANTE RELAZIONE TECNICA CHE LO STUDENTE FORNIRÀ AL DOCENTE PRIMA DEL COLLOQUIO ORALE. AL COLLOQUIO SI ACCEDRA' DOPO AVER SUPERATO LA PROVA INTERCORSO E CONSISTERA' NELLA DISCUSSIONE DELL'ELABORATO. QUESTA SARÀ VALUTATA SULLA BASE DELLA CORRETTEZZA TECNICA E COMPLETEZZA E CONCORRERÀ ALLA DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE CHE SARÀ STABILITO AL COLLOQUIO ED ESPRESSO IN TRENTESIMI. LA SUFFICIENZA SI RAGGIUNGERA' DIMOSTRANDO DI CONOSCERE LA TOPOLOGIA E IL FUNZIONAMENTO DI BASE DEI CIRCUITI MOSTRATI DURANTE IL CORSO. L'ECCELLENZA SI OTTIENE MOSTRANDO DI SAPER RAGIONARE IN MANIERA AUTONOMA SU CIRCUITI DERIVATI DA QUELLI MOSTRATI DURANTE IL CORSO E DI SAPER SINTETIZZARE IN MANIERA AUTONOMA SISTEMI DIGITALI ANCHE COMPLESSI.
Testi
1. J. M. RABAEY, A. CHANDRAKASAN, B. NIKOLIC “CIRCUITI INTEGRATI DIGITALI: L’OTTICA DEL PROGETTISTA”, PEARSON/PRENTICE-HALL.
2. N.H.E. WESTE, D. HARRIS “CMOS VLSI DESIGN: A CIRCUITS AND SYSTEMS PERSPECTIVE”, ADDISON WESLEY.
3. MANUALI DEI TOOL HW/SW, SLIDE DELLE LEZIONI E MATERIALE INTEGRATIVO SARANNO FORNITI DURANTE LO SVOLGIMENTO DELL'INSEGNAMENTO, MEDIANTE PIATTAFORMA CLOUD.
Altre Informazioni
C
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-09-16]