Gian Domenico LICCIARDO | ELETTRONICA DIGITALE

cod. 0612400031

ELETTRONICA DIGITALE

	0612400031
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
	CORSO DI LAUREA
	INGEGNERIA ELETTRONICA
	2017/2018

PERCORSO COMUNE Coorte 2015/2016

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 3
	ANNO ORDINAMENTO 2012
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	ING-INF/01	9	90	LEZIONE	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

	NICOLA ANTONIO LAMBERTI T Curriculum
	GIAN DOMENICO LICCIARDO Curriculum

	Obiettivi
	Il corso intende dotare l’allievo delle conoscenze di base dell’Elettronica digitale. Sono analizzati la struttura ed il funzionamento delle porte logiche elementari, sia in tecnologia MOS che in tecnologia bipolare. A tal fine il corso prevede una parte metodologica ed una applicativa. La parte metodologica è dedicata alla studio degli aspetti più importanti del funzionamento dei circuiti, tramite modelli analitici al fine di ricavare i parametri più significativi delle logiche digitali. La parte applicativa è dedicata allo svolgimento di esercitazioni assistite dal calcolatore al fine di acquisire le conoscenze di base del linguaggio di descrizione dell’hardware VHDL, dei simulatori circuitali e dei layout CAD. CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE. Comprensione del funzionamento dei circuiti logici e dei modelli per la stima delle loro prestazioni. Conoscenza delle metodologie di progetto delle logiche CMOS statiche. Conoscenza dei CAD tool per la progettazione, la sintesi ed il test, assistiti dal calcolatore, di circuiti integrati. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE Essere in grado di analizzare il funzionamento di circuiti logici. Essere in grado di progettare un circuito in logica CMOS di bassa e media complessità con tecniche semi-custom e full-custom. Saper realizzare il layout di circuiti CMOS di bassa e media complessità. Essere in grado di utilizzare tools per implementare e testare circuiti logici. AUTONOMIA DI GIUDIZIO Saper scegliere la famiglia logica che meglio soddisfa le specifiche assegnate. Saper approcciare il progetto di semplici funzioni logiche. Saper scegliere i tool più opportuni per realizzare un progetto assegnato. ABILITÀ COMUNICATIVE Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente ed in forma scritta un argomento legato ai sistemi digitali a larga scala d’integrazione. Saper relazionare in forma scritta e orale su un progetto realizzato. CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS) Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti

Il corso intende dotare l’allievo delle conoscenze di base dell’Elettronica digitale. Sono analizzati la struttura ed il funzionamento delle porte logiche elementari, sia in tecnologia MOS che in tecnologia bipolare. A tal fine il corso prevede una parte metodologica ed una applicativa. La parte metodologica è dedicata alla studio degli aspetti più importanti del funzionamento dei circuiti, tramite modelli analitici al fine di ricavare i parametri più significativi delle logiche digitali. La parte applicativa è dedicata allo svolgimento di esercitazioni assistite dal calcolatore al fine di acquisire le conoscenze di base del linguaggio di descrizione dell’hardware VHDL, dei simulatori circuitali e dei layout CAD.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE.
Comprensione del funzionamento dei circuiti logici e dei modelli per la stima delle loro prestazioni. Conoscenza delle metodologie di progetto delle logiche CMOS statiche. Conoscenza dei CAD tool per la progettazione, la sintesi ed il test, assistiti dal calcolatore, di circuiti integrati.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
Essere in grado di analizzare il funzionamento di circuiti logici. Essere in grado di progettare un circuito in logica CMOS di bassa e media complessità con tecniche semi-custom e full-custom. Saper realizzare il layout di circuiti CMOS di bassa e media complessità. Essere in grado di utilizzare tools per implementare e testare circuiti logici.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Saper scegliere la famiglia logica che meglio soddisfa le specifiche assegnate. Saper approcciare il progetto di semplici funzioni logiche. Saper scegliere i tool più opportuni per realizzare un progetto assegnato.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Saper lavorare in gruppo. Saper esporre oralmente ed in forma scritta un argomento legato ai sistemi digitali a larga scala d’integrazione. Saper relazionare in forma scritta e orale su un progetto realizzato.

CAPACITÀ DI APPRENDERE (LEARNING SKILLS)
Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso. Saper approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti

	Prerequisiti
	SONO RICHIESTE CONOSCENZE INERENTI: -Per il proficuo raggiungimento degli obiettivi prefissati allo studente sono richieste conoscenze dei fondamenti dell’elettronica.

	Contenuti
	Caratteristiche generali delle famiglie logiche (ORE LEZ. 4; ORE ESERC. 0) Caratteristiche statiche; caratteristiche dinamiche; fan-in, fan-out, livello d’integrazione. Porte logiche in tecnologia bipolare (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4) La famiglia logica TTL, circuiti wired and e open-collector. Famiglia logica CML ed ECL, circuiti di interfaccia. Porte logiche in tecnologia MOS (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4) Prestazioni statiche e dinamiche delle famiglie logiche nMOS, porta MOS con carico resistivo, EEMOS, EDMOS, Espansioni logiche, Prestazioni della famiglia logica CMOS. Progettazione logica (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 0) Cenni sull’algebra di Boole ; flusso di progetto full-custom e semi-custom. Tabelle di verità e minimizzazione di funzioni binarie; porte logiche CMOS complesse; porte di trasmissione. Progettazione fisica (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4: Ore Lab 5) Modello switch-level del mosfet; parametri parassiti; Stima dei ritardi e della potenza dissipata di un circuito CMOS. Circuiti combinatori (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4: Ore Lab 5) Introduzione al linguaggio VHDL; Layout di circuiti CMOS; strumenti CAD per il disegno e l’estrazione dei parametri parassiti; tool di simulazione circuitale; elementi circuitali di uso generale. Circuiti sequenziali (ORE LEZ. 7; ORE ESERC. 0: Ore Lab 3) Latch e Flip-flop statici; elementi circuitali di uso generale.

Contenuti

Caratteristiche generali delle famiglie logiche (ORE LEZ. 4; ORE ESERC. 0)
Caratteristiche statiche; caratteristiche dinamiche; fan-in, fan-out, livello d’integrazione.

Porte logiche in tecnologia bipolare (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4)
La famiglia logica TTL, circuiti wired and e open-collector. Famiglia logica CML ed ECL, circuiti di interfaccia.

Porte logiche in tecnologia MOS (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4)
Prestazioni statiche e dinamiche delle famiglie logiche nMOS, porta MOS con carico resistivo, EEMOS, EDMOS, Espansioni logiche, Prestazioni della famiglia logica CMOS.

Progettazione logica (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 0)
Cenni sull’algebra di Boole ; flusso di progetto full-custom e semi-custom. Tabelle di verità e minimizzazione di funzioni binarie; porte logiche CMOS complesse; porte di trasmissione.

Progettazione fisica (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4: Ore Lab 5)
Modello switch-level del mosfet; parametri parassiti; Stima dei ritardi e della potenza dissipata di un circuito CMOS.

Circuiti combinatori (ORE LEZ. 10; ORE ESERC. 4: Ore Lab 5)
Introduzione al linguaggio VHDL;
Layout di circuiti CMOS; strumenti CAD per il disegno e l’estrazione dei parametri parassiti; tool di simulazione circuitale; elementi circuitali di uso generale.

Circuiti sequenziali (ORE LEZ. 7; ORE ESERC. 0: Ore Lab 3)
Latch e Flip-flop statici; elementi circuitali di uso generale.

	Metodi Didattici
	L’insegnamento prevede l’erogazione di lezioni teoriche ed esercitazioni in laboratorio. Le esercitazioni coinvolgono le diverse problematiche affrontate nelle lezioni teoriche e sono strutturate in modo da favorire l’apprendimento di tecniche e metodi per la risoluzione dei problemi di base dell’analisi e sintesi digitale

	Verifica dell'apprendimento
	L'ESAME PREVEDE LO SVOLGIMENTO DI UNA PROVA SCRITTA E UNA ORALE. PER ACCEDERE ALL'ORALE OCCORRE SUPERARE LA PROVA SCRITTA CON UN VOTO MINIMO DI 18/30. - LO SCRITTO E' TESO A VALUTARE LE CAPACITÀ OPERATIVE NELLO STUDIO CIRCUITI Digitali IN CONDIZIONI STATICHE E Idinamiche. - LA PROVA ORALE, NELLA QUALE PUÒ ESSERE RICHIESTO LO STUDIO DI CIRCUITI, E' TESA AD APPROFONDIRE IL LIVELLO DELLE CONOSCENZE, LA AUTONOMIA DI ANALISI E GIUDIZIO, NONCHE' LE CAPACITA' ESPOSITIVE DELL’ALLIEVO. LA VALUTAZIONE DELLE PROVE TIENE CONTO DELLA EFFICIENZA DEI METODI UTILIZZATI, DELLA COMPLETEZZA ED ESATTEZZA DELLE RISPOSTE, NONCHE' DELLA CHIAREZZA NELLA PRESENTAZIONE. IL VOTO FINALE, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, TIENE CONTO DELL'ESITO DELLE DUE PROVE.

Verifica dell'apprendimento

L'ESAME PREVEDE LO SVOLGIMENTO DI UNA PROVA SCRITTA E UNA ORALE. PER ACCEDERE ALL'ORALE OCCORRE SUPERARE LA PROVA SCRITTA CON UN VOTO MINIMO DI 18/30.

- LO SCRITTO E' TESO A VALUTARE LE CAPACITÀ OPERATIVE NELLO STUDIO CIRCUITI Digitali IN CONDIZIONI STATICHE E Idinamiche.
- LA PROVA ORALE, NELLA QUALE PUÒ ESSERE RICHIESTO LO STUDIO DI CIRCUITI, E' TESA AD APPROFONDIRE IL LIVELLO DELLE CONOSCENZE, LA AUTONOMIA DI ANALISI E GIUDIZIO, NONCHE' LE CAPACITA' ESPOSITIVE DELL’ALLIEVO.

LA VALUTAZIONE DELLE PROVE TIENE CONTO DELLA EFFICIENZA DEI METODI UTILIZZATI, DELLA COMPLETEZZA ED ESATTEZZA DELLE RISPOSTE, NONCHE' DELLA CHIAREZZA NELLA PRESENTAZIONE.

IL VOTO FINALE, ESPRESSO IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, TIENE CONTO DELL'ESITO DELLE DUE PROVE.

	Testi
	- B. Riccò, F. Fantini, P. Brambilla: “Introduzione ai circuiti integrati digitali”, Zanichelli Telettra. J. P. Uyemura, “Introduction to VLSI Circuits and Systems”, Wiley. J. M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic: "Circuiti integrati digitali; l'ottica del progettista." Parson - Prentice Hall.

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-05-14]

Gian Domenico LICCIARDO | ELETTRONICA DIGITALE