Sistemi Elettronici Digitali - DEE

Classe delle lauree magistrali in:
Corso di laurea in:
Anno accademico:
Ingegneria Elettronica (LM-29)
Ingegneria Elettronica
2013 - 2014
Tipo di attività
Ambito disciplinare:
Settore scientifico
CFU:
formativa:
disciplinare: Elettronica
Ingegneria Elettronica
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caratterizzante
(ING-INF/01)
Titolo
Codice di Ateneo
dell’insegnamento:
Tipo di insegnamento:
Anno:
Semestre:
dell’insegnamento:
Sistemi Elettronici
obbligatorio
primo
primo
2484
Digitali (CD)
DOCENTE:
Dott. Ing. Maria Rizzi (RU)
ARTICOLAZIONE IN TIPOLOGIE DIDATTICHE:
40 ore di lezioni teoriche, 16 ore di esercitazioni e seminari specialistici
PREREQUISITI:
- sistema di numerazione binario e principali codici
- conversioni di base
- principali metodi di analisi di reti elettriche
- principi di funzionamento dei principali dispositivi allo stato solido
- metodi di analisi, sintesi e minimizzazione di circuiti combinatori
- elementi di memoria
- registri
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso si prefigge di fornire gli elementi fondamentali necessari per l’analisi e la sintesi di sistemi digitali
complessi sequenziali sincroni ed asincroni.
CONTENUTI:
Circuiti logici sequenziali (2h)
- Richiami sulle caratteristiche generali dei circuiti sequenziali
- principio di bistabilità
- richiami sui latch e flip-flop
Circuiti logici sequenziali sincroni (10h)
- Caratteristiche temporali
- Sintesi di circuiti sequenziali sincroni completamente specificati
- Sintesi di circuiti sequenziali sincroni non completamente specificati
- pipeline
- clock skew e jitter
- tecniche di distribuzione del clock
Circuiti logici sequenziali asincroni (8h)
- Sintesi di circuiti sequenziali asincroni funzionanti in modo fondamentale
- Sintesi di circuiti sequenziali asincroni funzionanti in modo impulsivo
Contatori sincroni e asincroni (2h)
Alee nei circuiti logici (2h)
Dispositivi logici programmabili (4h)
- SPLD
- CPLD
- FPGA
Circuiti integrati digitali (7h)
- Caratteristiche delle famiglie logiche
- Panoramica delle famiglie logiche
- Logiche a rapporto: logica NMOS e logica pseudo-NMOS
- Logica CMOS
Memorie a semiconduttore (5h)
- Classificazione
- architettura generale
- SRAM e DRAM
- ROM, PROM, EPROM, E2PROM
METODI DI INSEGNAMENTO:
Lezioni ed esercitazioni in aula supportate da trasparenze, videoproiettore e lavagna. Tutoraggio in forma di
assistenza individuale.
CONOSCENZE E ABILITÀ ATTESE:
Capacità di effettuare l’analisi di circuiti e sistemi digitali sequenziali complessi
Capacità di effettuare la sintesi di circuiti e sistemi digitali sequenziali complessi sulla base delle specifiche. di
progetto
Conoscenza dei principali circuiti e sistemi digitali
SUPPORTI ALLA DIDATTICA:
PC e videoproiettore; CAD tools, appunti dalle lezioni, dispense del docente, calendario degli esami e avvisi
CONTROLLO DELL’APPRENDIMENTO E MODALITÀ D’ESAME:
Esame orale, con discussione di una relazione scritta e individuale di progetto.
TESTI DI RIFERIMENTO PRINCIPALI:
- Kohavi: “Switching and Finite Automata Theory” - McGraw-Hill
- J.M. Rabaey, A.P. Chandrakasan, B. Nicolic: “Circuiti integrati Digitali: L'ottica del progettista” – Pearson
- M. Mano: ”Digital Design”- Prentice Hall International Editions
ULTERIORI TESTI SUGGERITI:
- R. F. Tinder: “Engineering Digital Design” - Academic Press
- V. Nelson, H. Troy Nagle, J. Irwin, B. Carrol: “Digital logic circuit Analysis & design” - Prentice Hall
ALTRE INFORMAZIONI:
Dipartimento di Ingegneria Elettrica e dell'Informazione, Politecnico di Bari (http://dee.poliba.it)
Stanza docente 2° piano, tel. 0805963680 (int 3680), e-mail: [email protected].
Master Degree class:
Electronic Engineering
Second level (two years)
degree:
Electronic Engineering
Scientific Discipline Sector:
Electronics
Academic year:
2013 - 2014
Type of formative
Disciplinary area:
ECTS Credits:
activity:
Electronic Engineering
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characterizing
Title of the course:
Course University
Type of course:
Year:
Semester:
Digital Electronic
code:
compulsory
first
first
Systems
2484
LECTURER:
Dott. Ing. Maria Rizzi (Researcher)
HOURS OF INSTRUCTION:
40 hours of theory, 16 hours of examples and specialized seminars
PREREQUISITES:
- Numbers of different bases and fundamental number codes
- Number base conversions
- Principal electrical network analysis methods
- Operation principles of the most important solid state devices
- Analysis, synthesis and minimization methods of combinational logic circuits
- memory elements
- registers
AIMS:
The aim of this course is an introduction of principles to analyze and synthesize complex sequential digital
circuits and systems
CONTENTS:
Sequential logic (2h)
- Notes on sequential circuit characteristics
- principle of bistability
- notes on latch e flip-flop
Synchronous Sequential logic (10h)
- Timing constrains
- Synthesis of completely specified synchronous sequential circuits
- Synthesis of incompletely specified synchronous sequential circuits
- pipeline
- clock skew e jitter
- clock distribution techniques
Aynchronous Sequential logic (8h)
- Fondamenta mode circuits
- Pulse mode circuits
Synchronous and asynchronous counters (2h)
Hazards (2h)
Programmable logic (4h)
- SPLD
- CPLD
- FPGA
Digital integrated circuits (7h)
- Introduction
- Special characteristics
- NMOS logic and pseudo-NMOS logic
- CMOS
Semiconductor memories (5h)
- Introduction
- architecture
- SRAM e DRAM
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- ROM, PROM, EPROM, E PROM
TEACHING METHODS:
Lectures, supported by slides, videoprojector and blackboard. Personalized feedback and coaching to
improve every aspect of the student work.
EXPECTED OUTCOME AND SKILLS:
Good ability to analyze complex sequential digital circuits and systems
Good ability to synthesize complex sequential digital circuits and systems.
Knowledge of the main digital circuits and systems.
TEACHING AIDS:
PC and workstation; CAD tools; lecture notes, exam calendar and news
EXAMINATION METHOD:
Oral exam, with discussion of a written personal design report.
BIBLIOGRAPHY:
- Kohavi: “Switching and Finite Automata Theory” - McGraw-Hill
- J.M. Rabaey, A.P. Chandrakasan, B. Nicolic: “Circuiti integrati Digitali: L'ottica del progettista” – Pearson
- M. Mano: ”Digital Design”- Prentice Hall International Editions
FURTHER BIBLIOGRAPHY:
- R. F. Tinder: “Engineering Digital Design” - Academic Press
- V. Nelson, H. Troy Nagle, J. Irwin, B. Carrol: “Digital logic circuit Analysis & design” - Prentice Hall
FURTHER INFORMATIONS:
Department of Electrical and Information Engineering, Politecnico di Bari (http://dee.poliba.it)
Lecturer room at 2nd floor, phone 0805963680 (int. 3680), e-mail: [email protected].