CORSO DI LAUREA: Ingegneria Informatica e dell Automazione

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1 FACOLTA : INGEGNERIA CORSO DI LAUREA: Ingegneria Informatica e dell Automazione INSEGNAMENTO: Elettronica dei Sistemi Digitali CFU: 9 NOME DOCENTE: Mauro Ballicchia SEDE DI AFFERENZA DEL DOCENTE: Novedrate indirizzo SI RICORDA AGLI STUDENTI CHE IN BASE ALLA COMUNICAZIONE DI SEGRETERIA DEL 12/12/2013, I DOCENTI SONO CONTATTABILI ATTRAVERSO IL SISTEMA DI MESSAGGISTICA DELLA PIATTAFORMA. orario ricevimento on line: ricevimento nell aula virtuale, sabato dalle ore 15:00 alle ore 16:00, ricevimento telefonico, sabato dalle ore alle ore 16:00 OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO Il corso ha l obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati formativi 1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione a. Conoscenza e comprensione approfondita delle tecniche classiche di sintesi di reti logiche combinatorie e sequenziali. b. Conoscenza di base della implementazione fisica e circuitale dei circuiti logici fondamentali. c. Conoscenza e comprensione delle varie tipologie di circuiti integrati digitali. d. Conoscenza e comprensione della progettazione mediante linguaggi di programmazione orientati alla descrizione hardware e delle tecniche di test. 2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate a. Capacità di applicare le tecniche di sintesi classiche alla progettazione di circuiti logici, sia combinatori che sequenziali, di complessità non troppo elevata.

2 CONTENUTI DEL CORSO: Il corso è composto dai seguenti nuclei tematici: NT1 Introduzione ai sistemi elettronici Introduzione al corso, definizione obiettivi principali, glossario di base, descrizione del programma Descrizione generale e definizioni base di sistema elettronico come black box Illustrazione dei passi principali del flusso tipico di progettazione e di definizione specifiche tecniche Descrizione delle principali tipologie di flusso di segnale Concetti base di segnale analogico e digitale Influenze del rumore sui segnali digitali NT2 Sistemi di numerazione e codici Sistemi di numerazione Codifiche e configurazioni binarie Codifiche non sequenziali Conversioni di base Aritmetica binaria NT3 Porte logiche e Macchine a stati finiti Concetti generali di reti logiche (o circuiti logici) Reti combinatorie e sequenziali Tabelle della verità Tabelle delle transizioni Modelli di Mealy e Moore Porte logiche NT4 - Algebra Booleana Definizioni di analisi e sintesi Teoremi delle espressioni Teoremi della somma e prodotto Teoremi sulla complementazione Teoremi della dualità Teoremi di analisi e sintesi NT5 Reti logiche combinatorie Minterm e maxterm Forme normali e canoniche Reti di costo minimo Analisi / sintesi con le mappe di Karnaugh Il metodo di Quine-McCluskey Reti a più livelli ed a più uscite. Analisi e sintesi di reti formate da soli NAND o da soli NOR NT6 Circuti sequenziali di base: Latch e Flip-Flop I segnali d'uscita in transitorio ed a regime Alee statiche ed alee dinamiche Campionamento

3 Concetto di memoria Latch e Flip-Flop Generazione del clock nei Flip-Flop Set-up / Hold / Delay time NT7 - Reti logiche sequenziali Diagrammi a stati e macchine sequenziali (FSM) La funzione d'uscita secondo Mealy e Moore Il problema della scelta dello stato iniziale Coppie di stati equivalenti / compatibili Sintesi di reti sequenziali Tabelle completamente specificate Tabelle non completamente specificate NT8 Registri e contatori Registri Shift register Sintesi a shift register Contatori NT9 - Circuiti integrati digitali Tecnologie microelettroniche e logica CMOS Tipologie di circuiti integrati digitali Logiche programmabili Flusso di progetto VLSI NT10 Linguaggi orientati alla descrizione Hardware VHDL Principali costrutti e sintassi Modelli di ritardo Testbench NT11 Tecniche di test Modelli di guasto Design for Testability JTAG NT12 Ripasso generale Ripasso generale Test di fine corso

4 EVENTUALI PROPEDEUTICITA CONSIGLIATE: è consigliato possedere le conoscenze di base fornite nei corsi di Fisica, Informatica, Analisi Matematica e Complementi di Matematica. MODALITA DI SVOLGIMENTO ESAME: Gli esami si svolgono in forma scritta in tutte le sedi di ecampus. Nelle sedi di Novedrate e Roma è possibile inoltre sostenere solo l orale, oppure lo scritto più eventuale orale. Regolamento per lo svolgimento degli esami di profitto METODI DI ACCERTAMENTO DEI RISULTATI DI APPRENDIMENTO E MODALITA DI VALUTAZIONE: 1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione: l accertamento e la valutazione avviene, nella prova scritta, mediante le domande a risposta aperta nelle quali si richiede una spiegazione esaustiva degli argomenti, e nelle domande a risposta chiusa atte a valutare la conoscenza e la comprensione, ed eventualmente mediante domande durante la prova orale. 2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate: l accertamento e la valutazione avviene, nella prova scritta, mediante le domande sia aperte che chiuse di natura applicativa, in particolare nelle domande aperte il procedimento deve essere accuratamente descritto e motivato, ed eventualmente mediante domande di natura più applicativa durante la prova orale. BIBLIOGRAFIA: Il testo di riferimento del corso: Giovanni Fedecostante Elementi di Elettronica Digitale 2014 Testo consigliato acquistabile sul sito dell editore (Codice 90) ATTIVITA DIDATTICA EROGATIVA E INTERATTIVA: L attività didattica erogativa consiste nelle slides e nelle video/audiolezioni presenti sulla piattaforma. L attività didattica interattiva è composta da: Test di autovalutazione a risposta multipla.

5 Esercizi o domande a risposta aperta che vanno consegnate al docente tramite e- portfolio. Si prega lo studente di avvisare il docente dell avvenuta consegna tramite il servizio di messaggistica. Il docente provvederà ad inviare un feedback. Gli esercizi, le domande e i quiz di didattica interattiva hanno funzione di accompagnamento allo studio pertanto non sono obbligatori, anche se vivamente consigliati, e non verranno considerati per la valutazione in sede di esame. Saranno predisposti cicli di aule virtuali (webinar). Il docente periodicamente fisserà un ciclo di incontri che comunicherà al coordinatore dei TOL di facoltà, che a sua volta si occuperà di informare TOL e studenti CONSIGLI DEL DOCENTE: Si consiglia di non affrontare lo studio in maniera mnemonica, ma di comprendere approfonditamente i concetti di base e di applicarli agli esempi e agli esercizi che vengono proposti.