ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI
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Anno immatricolazione
2017/2018
Anno offerta
2019/2020
Normativa
DM270
SSD
ING-INF/01 (ELETTRONICA)
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL'INFORMAZIONE
Corso di studio
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA
Curriculum
Elettronica
Anno di corso
Periodo didattico
Primo Semestre (30/09/2019 - 20/01/2020)
Crediti
6
Ore
60 ore di attività frontale
Lingua insegnamento
Italiano
Tipo esame
SCRITTO E ORALE CONGIUNTI
Docente
VACCHI CARLA (titolare) - 6 CFU
Prerequisiti
Algebra di Boole. Analisi e sintesi di sistemi combinatori digitali, rappresentazione in modulo e in complemento a due. MOSFET, inverter CMOS, latch. Conoscenza delle leggi fondamentali dei circuiti elettrici.
Obiettivi formativi
Lo scopo del corso è di fornire una conoscenza di base utile al progetto di sistemi microelettronici CMOS digitali, a partire dalle celle elementari (basate su logica CMOS complementare e a interruttori) fino a blocchi funzionali di media complessità.
Vengono discussi differenti approcci per l’integrazione di sistemi digitali e analizzati i passaggi principali e i problemi relativi alle differenti fasi nel progetto e sviluppo di un circuito digitale. Sono discusse le ragioni della necessità del collaudo di un circuito digitale e le regole della progettazione orientata al collaudo.
Alla fine del corso, lo studente avrà acquisito familiarità con gli aspetti elettrici fondamentali dell’elettronica digitale e sarà in grado di progettare, a partire dalla descrizione funzionale, lo schema elettrico e il layout di semplici porte CMOS e di circuiti sincroni.
Programma e contenuti
Circuiti integrati digitali
Processo di fabbricazione CMOS, componenti passivi, maschere e design rules.

Circuiti CMOS e sistemi sequenziali
Porte CMOS. Parametri statici e dinamici. Porte di trasmissione. Uscite open drain e tri-state. Trigger di Schmitt. Buffer digitali. Layout di una porta CMOS. Level sensitive latch. Edge triggered register. Timing. Registri, contatori binari e contatori a scorrimento.

Sommatori
Somma, cambio di segno e sottrazione per interi positivi e con segno. Estensione del modulo e traslazioni, Full adder, sommatore sequenziale, Ripple carry adder.

Sistemi digitali: scelta della tecnologia
ASIC Standard Cell e Full Custom, Gate Array, Sea of Gates, FPGA.

Collaudo di sistemi digitali
Guasto Stuck at, short e open, Design For Testability, Built In Self Test, Boundary Scan.

Esercizi e Laboratori
Esercizi sugli argomenti principali del corso sono risolti direttamente dal docente, oppure proposti come lavoro personale, con revisione da parte del docente per evidenziare errori e misunderstanding. I laboratori prevedono la costruzione di circuiti per la misura di parametri statici e dinamici di porte CMOS e la realizzazione di semplici circuiti sequenziali.
Metodi didattici
Lezioni (ore/anno in aula): 30
Esercitazioni (ore/anno in aula): 18
Attività pratiche (ore/anno in aula): 12
Le lezioni vengono tenute con l'ausilio di lucidi, presentazioni power point e brevi spiegazioni ed esercizi alla lavagna. In laboratorio vengono proposte brevi esperienze con circuiti elettronici e strumentazione, scelti per consolidare quando illustrato a lezione
Testi di riferimento
C. Vacchi. Elettronica dei Sistemi Digitali. Biblioteca delle Scienze, Collana Dispense on line.
Sono disponibili sulla pagina web del corso dispense sui laboratori redatte dal docente, copia delle slide utilizzate a lezione, esempi di testi d’esame.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste due prove scritte obbligatorie: la prima prevede esercizi relativi all’analisi e/o al progetto di sistemi digitali (peso pari al 60% della votazione finale). Durante la prova, di durata pari a 2,5 ore, è permessa la consultazione di appunti e libri. La seconda prova scritta (30 minuti, senza appunti e libri di testo, peso pari al 40% della votazione finale) prevede la risposta a 30 quesiti (domande di teoria e brevi esercizi). I risultati delle prove sono comunicati mediante email personale allo studente.
Altre informazioni
L’esame consiste due prove scritte obbligatorie: la prima prevede esercizi relativi all’analisi e/o al progetto di sistemi digitali (peso pari al 60% della votazione finale). Durante la prova, di durata pari a 2,5 ore, è permessa la consultazione di appunti e libri. La seconda prova scritta (30 minuti, senza appunti e libri di testo, peso pari al 40% della votazione finale) prevede la risposta a 30 quesiti (domande di teoria e brevi esercizi). I risultati delle prove sono comunicati mediante email personale allo studente.