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ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

Gian Domenico LICCIARDO ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI

0622400031
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2024/2025



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
990LEZIONE
GIAN DOMENICO LICCIARDO T 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: 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 TEORIA]
2. LINGUAGGIO PER LA DESCRIZIONE DELL’HARDWARE: VHDL [9H TEORIA; 9H ESERCITAZIONE]
3. EDA TOOL PER LA PROGETTAZIONE FPGA. [2H TEORIA; 3H ESERCITAZIONE ]
4. DATAPATH: [10H TEORIA; 10H ESERCITAZIONE]
O ADDIZIONATORI CARRY SKIP, CARRY SELECT, CARRY LOOK-AHEAD.
O MOLTIPLICATORI; DIVISORI; SISTEMA CORDIC;
O DIGITAL SIGNAL PROCESSING: MULTIPLY-ACCUMULATOR (MAC); SUM-OF-PRODUCT (SOP) PER ACCELERARE IN HW SISTEMI INTEGRATI PER ANOMALY DETECTION;
5. LOGICA DI CONTROLLO: FUNZIONAMENTO E DESCRIZIONE MEDIANTE HDL. [2H ESERCITAZIONE]
6. FPGA: [10H TEORIA; 10H ESERCITAZIONE]
O ARCHITETTURE DI FPGA RAM-BASED DALLE FAMIGLIE AMD/XILINX. [3H TEORIA; 3H ESERCITAZIONE]
O AMBIENTE DI SINTESI E SIMULAZIONE PER FPGA XILINX (ALT. ALTERA). [2H TEORIA; 2H ESERCITAZIONE]
7. TIMING DEI SISTEMI DIGITALI: SISTEMI SINCRONI E ASINCRONI: METODI DI INTERFACCIAMENTO, PIPELINE, GENERAZIONE E DISTRIBUZIONE DEL CLOCK. [8H TEORIA; 2H ESERCITAZIONE].
8. MEMORIE A SEMICONDUTTORE: MEMORIE RAM STATICHE E DINAMICHE; MEMORIE ROM; CIRCUITI PERIFERICI: SENSE AMPLIFIER, ADDRESS DECODER [3H TEORIA]
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 CHE VANNO DAL 18 AL 30 E LODE. LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO CHE CONSISTE IN QUESITI DI CARATTERE TEORICO SU TUTTI GLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE. ALL'INTERNO DEL COLLOQUIO È PREVISTA LA DISCUSSIONE DI UN ELABORATO PROGETTUALE CHE CONSISTE NELLA REALIZZAZIONE, MEDIANTE I TOOL HARDWARE E SOFTWARE PRESENTATI DURANTE LE LEZIONI (FPGA E LINGUAGGIO HDL), DI UN SISTEMA DI ELABORAZIONE DIGITALE, CONTENENTE ALCUNI DEI PRINCIPALI BLOCCHI ARITMETICI PRESENTATI DURANTE IL CORSO E LA RELATIVA LOGICA DI CONTROLLO. LO STUDENTE, A PROPRIA SCELTA, POTRÀ FORNIRE AL DOCENTE UNA RELAZIONE TECNICA SULL'ELABORATO, PRIMA DEL COLLOQUIO ORALE. PROVA DEL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA PROGETTATO POTRÀ ESSERE FORNITA DURATE IL COLLOQUIO MEDIANTE L'UTILIZZO DI UN COMPUTER EQUIPAGGIATO CON I TOOL SOFTWARE NECESSARI ED UNA SCHEDA DI SVILUPPO FPGA FORNITA AGLI STUDENTI DURANTE LE LEZIONI.
L'ELABORATO SARÀ VALUTATO SULLA BASE DELLA CORRETTEZZA TECNICA E COMPLETEZZA E CONCORRERÀ ALLA DETERMINAZIONE DEL VOTO FINALE PER UNA PERCENTUALE PARI AL 50%.
LA SUFFICIENZA SI RAGGIUNGERÀ DIMOSTRANDO DI AVER COMPLETATO L'ELABORATO PROGETTUALE, SODDISFACENDO TUTTE LE SPECIFICHE ASSEGNATE, DIMOSTRANDO DI CONOSCERE IL FUNZIONAMENTO DI TUTTE LE COMPONENTI DEL SISTEMA REALIZZATO (DATAPATH E LOGICA DI CONTROLLO) E PADRONANZA NELL'UTILIZZO DEI TOOL HW/SW NECESSARI ALLA REALIZZAZIONE DEL PROGETTO.
L'ECCELLENZA SI POTRÀ OTTENERE SE ALLE CONOSCENZE NECESSARIE AD OTTENERE LA SUFFICIENZA, SI AGGIUNGERÀ LA CAPACITÀ DI SAPER PRESENTARE IN MANIERA CRITICA TUTTI I SISTEMI E SOTTOSISTEMI CIRCUITALI APPRESI DURANTE LE LEZIONI DI TEORIA, MOSTRANDO DI CONOSCERE L'ARCHITETTURA ED IL FUNZIONAMENTO DELLE FPGA MOSTRATE DURANTE IL CORSO, COSÌ COME TUTTI I COSTRUTTI DEL LINGUAGGIO DI DESCRIZIONE DELL'HARDWARE UTILIZZATO. LO STUDENTE DOVRÀ, INOLTRE, DIMOSTRARE DI SAPER ANALIZZARE E RISOLVERE UN SEMPLICE PROBLEMA DI OTTIMIZZAZIONE DEI CIRCUITI STUDIATI DURANTE LE LEZIONI, CHE SARÀ ASSEGNATO DURANTE IL COLLOQUIO E CHE NECESSITA DELLE CONOSCENZE DELL'ARCHITETTURA DI UN SISTEMA DIGITALE E DEI LIMITI FISICI IMPOSTI DALLE PIATTAFORME FPGA PER LA REALIZZAZIONE.
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
L'INSEGNAMENTO È EROGATO IN LINGUA ITALIANA.
Orari Lezioni

  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-07]