Gian Domenico LICCIARDO | ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

cod. 0622400031

ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

	0622400031
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	INGEGNERIA ELETTRONICA
	2018/2019

PERCORSO COMUNE Coorte 2017/2018

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 2
	ANNO ORDINAMENTO 2016
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

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

DOCENTI

	GIAN DOMENICO LICCIARDO T Curriculum
	NICOLA ANTONIO LAMBERTI Curriculum

	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: Il 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. Particolare rilievo viene dato all’impiego 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 di elevata complessità il cui funzionamento richieda l’impiego di una elettronica digitale o mista; 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. 5. CAPACITÀ DI APPRENDERE : Lo studente sarà in grado di impiegare le conoscenze acquisite in contesti differenti da quelli presentati durante il insegnamento.

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: Il 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. Particolare rilievo viene dato all’impiego 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 di elevata complessità il cui funzionamento richieda l’impiego di una elettronica digitale o mista;
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.
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. 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; Digital signal processing: multiply-accumulator (mac); and sum-of-product (sop); 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]

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; Digital signal processing: multiply-accumulator (mac); and sum-of-product (sop);
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.

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 DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UNA PROVA INTERCORSO E LA DISCUSSIONE ORALE DI UN ELABORATO. 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. 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.

Verifica dell'apprendimento

LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UNA PROVA INTERCORSO E LA DISCUSSIONE ORALE DI UN ELABORATO. 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. 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.

	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 E MATERIALE INTEGRATIVO SARANNO COMUNICATI DURANTE IL INSEGNAMENTO.

	Altre Informazioni
	C

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-10-21]

Gian Domenico LICCIARDO | ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI