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CIRCUITI E SISTEMI DIGITALI

Ettore NAPOLI CIRCUITI E SISTEMI DIGITALI

0612700138
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA INFORMATICA
2024/2025



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2022
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
324LEZIONE
216ESERCITAZIONE
18LABORATORIO


ETTORE NAPOLI T Curriculum
Obiettivi
IL CORSO INTRODUCE ALLA PROGETTAZIONE DI CIRCUITI INTEGRATI DIGITALI AD ALTISSIMO LIVELLO DI INTEGRAZIONE (VLSI) CHE COSTITUISCONO L’ARCHITETTURA PORTANTE E FORNISCONO LA CAPACITÀ DI ELABORAZIONE AI SISTEMI INFORMATICI ED AI SISTEMI DI COMUNICAZIONE. IL CORSO PRESENTA LE PROBLEMATICHE DI PROGETTO E LE RELATIVE METODOLOGIE RISOLUTIVE. IN PARTICOLARE, L’INSEGNAMENTO TRATTA IN DETTAGLIO IL FRONT END DELLA PROGETTAZIONE DIGITALE, CON ENFASI SULLA PROGETTAZIONE DELLE ARCHITETTURE PER L’ELABORAZIONE DEI DATI E SULLA LORO DESCRIZIONE MEDIANTE LINGUAGGI PER LA DESCRIZIONE DELL’HARDWARE (HDL).
Prerequisiti
L’INSEGNAMENTO PRESUPPONE LA CONOSCENZA DI NOZIONI DI BASE DI RETI LOGICHE, COMBINATORIE E SEQUENZIALI.
L’INSEGNAMENTO RICHIEDE LA PROPEDEUTICITÀ DEI CORSI DI CALCOLATORI ELETTRONICI ED ELETTROTECNICA.
Contenuti
UNITÀ DIDATTICA 1: FONDAMENTI DI ELETTRONICA DIGITALE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 7/0/0)
- 1 (1 ORE LEZIONE): RICHIAMI SULLA LOGICA DI BOOLE.
- 2 (2 ORE LEZIONE): IL MOS E L’INVERTITORE CMOS.
- 3 (2 ORE LEZIONE): LO STILE LOGICO CMOS PER LA REALIZZAZIONE DI FUNZIONI BOOLEANE E DI ELEMENTI DI MEMORIA.
- 4 (2 ORE LEZIONE): PARAMETRI DI PRESTAZIONE PER CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI. AREA, VELOCITÀ, POTENZA DISSIPATA.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LA STRUTTURA DI UN CIRCUITO VLSI E LA VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: DISEGNARE LO SCHEMA CIRCUITALE A LIVELLO TRANSITOR PER L’IMPLEMENTAZIONE DI SEMPLICI FUNZIONI COMBINATORIE E SEQUENZIALI.

UNITÀ DIDATTICA 2: FLUSSO DI PROGETTO PER CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI.
TECNOLOGIE PER L’IMPLEMENTAZIONE DI CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/0/1)
- 1 (2 ORE LEZIONE): TECNOLOGIE PER L’IMPLEMENTAZIONE DI CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI. EVOLUZIONE DELLA PROGETTAZIONE E MOTIVAZIONE DELL’UTILIZZO DI FPGA. - 2 (2 ORE LEZIONE): FLUSSO DI PROGETTO PER CIRCUITI DIGITALI. STRUTTURA DI UN FPGA E DI FPGA DISPONIBILI COMMERCIALMENTE.
- 3 (1 ORE LABORATORIO): LA SINTESI LOGICA.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: IL FLUSSO DI PROGETTO PER CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI. STRUTTURA DI UN DISPOSITIVO FPGA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: PIANIFICARE IL PROGETTO DI UN CIRCUITO ELETTRONICO DIGITALE. LEGGERE E COMPRENDERE IL DATASHEET DI UN DISPOSITIVO FPGA.


UNITÀ DIDATTICA 3: IL LINGUAGGIO HDL VERILOG PER LA DESCRIZIONE, LA SINTESI, ED IL TEST DI CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI.
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 13/5/13)
- 1 (2 ORE LEZIONE): IL LINGUAGGIO VERILOG. LIVELLI LOGICI, RAPPRESENTAZIONE DEI NUMERI. OPERATORI BOOLEANI E CONCATENAZIONE. GERARCHIA.

- 2 (3 ORE LABORATORIO): INTRODUZIONE AL SISTEMA DI SVILUPPO. IMPLEMENTAZIONE DEL DECODIFICATORE PER DISPLAY A 7 SEGMENTI. TESTING E PIAZZAMENTO DEI PIN PER IL DECODIFICATORE PER DISPLAY A 7 SEGMENTI

- 3 (2 ORE LEZIONE): BLOCCHI PROCEDURALI. IMPLEMENTAZIONE DI MUX, DECODER ED ENCODER. ENCODER CON PRIORITÀ. IMPLEMENTAZIONE DI TABELLE DI VERITÀ. ESEMPIO DI PROGETTO COMBINATORIALE COMPLETE PER L’IMPLEMENTAZIONE DELLA LOGICA DI COLLEGAMENTO TRA PROCESSORE E MEMORIE.

- 4 (1 ORE LEZIONE): TESTBENCH PER CIRCUITI COMBINATORI.

- 5 (3 ORE LABORATORIO): IMPLEMENTAZIONE DI CIRCUITI COMBINATORI.

- 6 (1 ORE ESERCITAZIONE): ESERCIZIO SUI CIRCUITI COMBINATORI.
- 7 (2 ORE LEZIONE): DESCRIZIONE DI CIRCUITI ARITMETICI. TRONCAMENTO, ARROTONDAMENTO. IMPLEMENTAZIONE DI ADDIZIONATORI, MOLTIPLICATORI, E MAC, IN LINGUAGGIO VERILOG.

- 8 (2 ORE LABORATORIO): IMPLEMENTAZIONE DI CIRCUITI ARITMETICI.

- 9 (2 ORE ESERCITAZIONE): ESERCIZIO SUI CIRCUITI ARITMETICI.

- 10 (2 ORE LEZIONE): DESCRIZIONE DI CIRCUITI SEQUENZIALI. FLIP FLOP, REGISTRI, E REGISTRI A SCORRIMENTO.

- 11 (1 ORE LEZIONE): TESTBENCH PER CIRCUITI SEQUENZIALI.

- 12 (3 ORE LABORATORIO): IMPLEMENTAZIONE DI CIRCUITI SEQUENZIALI.

- 13 (1 ORE ESERCITAZIONE): ESERCIZIO SUI CIRCUITI SEQUENZIALI.

- 14 (3 ORE LEZIONE): MACCHINE A STATI FINITI DI TIPO MOORE E DI TIPO MEALY. DESCRIZIONE IN VERILOG DI MACHINE A STATI FINITI.

- 15 (2 ORE LABORATORIO): IMPLEMENTAZIONE DI MACCHINE A STATI FINITI.

- 16 (1 ORE ESERCITAZIONE): ESERCIZIO SULLE MACCHINE A STATI FINITI.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: IL LINGUAGGIO HDL VERILOG. GLI STRUMENTI PER LA SINTESI LOGICA E PER LA SIMULAZIONE DI UN CIRCUITO DIGITALE.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: DISEGNO DI UNO SCHEMA A BLOCCHI PER UN CIRCUITO DIGITALE. DESCRIZIONE HDL DI UN CIRCUITO DIGITALE. IDEAZIONE DI UN TESTBENCH E SIMULAZIONE DEL COMPORTAMENTO DI UN CIRCUITO DIGITALE.

UNITÀ DIDATTICA 4: PRESTAZIONI DEI CIRCUITI ELETTRONICI DIGITALI.
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/1/0)
- 1 (2 ORE LEZIONE): TEMPORIZZAZIONE DI CIRCUITI SEQUENZIALI. IMPOSIZIONE DEI VINCOLI DI TEMPORIZZAZIONE PER LA SINTESI DI UN CIRCUITO ELETTRONICO DIGITALE.

- 2 (1 ORE ESERCITAZIONE): CALCOLO DEI VINCOLI SUL TEMPO DI SETUP E SUL TEMPO DI HOLD.

- 3 (2 ORE LEZIONE): STIMA E SIMULAZIONE DELLA POTENZA DISSIPATA DEI CIRCUITI DIGITALI IMPLEMENTATI SU FPGA.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LE METODOLOGIE E LE TECNICHE DI SINCRONIZZAZIONE DI CIRCUITI DIGITALI SINCRONI. STRUMENTI PER LA STIMA DELLA VELOCITà E DELLA POTENA DISSIPATA DA UN CIRCUITO.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: CALCOLO DEI MARGINI DI PROGETTO SULLA VELOCITà DI UN CORCUITO DIGTALE. STIMA DELLA POTENZA DISSIPATA DA UN CIRCUITO DIGITALE. CAPACITà DI DETERMINARE LE PRESTAZIONI DI UN CIRCUITO DIGITALE.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE (30 ORE), LEZIONI DI LABORATORIO (13 ORE), ED ESERCITAZIONI (5 ORE). DURANTE LE ORE DI LABORATORIO VENGONO UTILIZZATI STRUMENTI SOFTWARE QUARTUSII E MODELSIM, SI IMPLEMENTANO I CIRCUIT CHE VENGONO POI TESTATI MEDIANTE SCHEDE PROTOTIPALI. DURANTE LE ESERCITAZIONI VENGONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI ESERCIZI O PROGETTI DA SVILUPPARE DURANTE LO SVOLGIMENTO DELL’ESERCITAZIONE. GLI ESERCIZI COMPRENDONO TUTTI I CONTENUTI DELL’INSEGNAMENTO TRATTATI FINO A QUEL MOMENTO E SONO STRUMENTALI ALL’ACQUISIZIONE DELLE CAPACITÀ DI PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DI CIRCUITI LOGICI PARTENDO DALLE SPECIFICHE.
Verifica dell'apprendimento
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA DI MEDIO TERMINE ED UNA PROVA FINALE.
LA PROVA DI MEDIO TERMINE È ARTICOLATA IN VARI QUESITI A RISPOSTA APERTA VOLTI AD ACCERTARE LA COMPRENSIONE DEGLI ARGOMENTI E LA CAPACITÀ DI PROGETTARE SEMPLICI CIRCUITI DIGITALI.
LA PROVA SCRITTA FINALE (ELABORATO) PREVEDE IL PROGETTO DI UN CIRCUITO DIGITALE COMPLETO ED ALCUNE DOMANDE DI NATURA METODOLOGICA A RISPOSTA APERTA. L’ESAME ORALE CONSISTE NELLA DISCUSSIONE DELL’ELABORATO FINALE. CIASCUNA PROVA È VALUTATA IN TRENTESIMI. IL VOTO FINALE È DATO DALLA MEDIA PESATA DELLE SINGOLE PROVE, DOVE IL PESO DELLA PROVA DI MEDIO TERMINE È IL 40%, QUELLO DELLA PROVA FINALE È IL 40%, E LA DISCUSSIONE FINALE È IL 20%.
Testi
E. NAPOLI “PROGETTO DI CIRCUITI DIGITALI E IMPLEMENTAZIONE SU FPGA”, ED. ESCULAPIO, 2024.
ISBN: 9788893853507

Altre Informazioni
IL CORSO È TENUTO IN LINGUA ITALIANA.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-18]