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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA MECCATRONICA
Insegnamento
TEORIA DEI CIRCUITI DIGITALI (MOD. A)
INP7078640, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea in
INGEGNERIA MECCATRONICA
IN2376, ordinamento 2017/18, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese DIGITAL CIRCUITS THEORY (MOD. A)
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali (DTG)
Sito E-Learning https://elearning.unipd.it/dtg/course/view.php?idnumber=2019-IN2376-000ZZ-2017-INP7078640-N0
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede VICENZA

Docenti
Responsabile PAOLO MAGNONE ING-INF/01

Corso integrato di appartenenza
Codice Insegnamento Responsabile
INP7078638 TEORIA DEI CIRCUITI DIGITALI, MICROCONTROLLORI E DSP (C.I.) PAOLO MAGNONE

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria elettronica ING-INF/01 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Annuale
Anno di corso III Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 23/09/2019
Fine attività didattiche 20/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus

Caratteristiche comuni al Corso Integrato

Prerequisiti: - Elettrotecnica, Segnali e sistemi
- Elettronica analogica: circuiti elettronici e amplificatori operazionali.
- Fondamenti di informatica: architettura dei calcolatori; programmazione in linguaggio C.
- Controlli automatici: analisi di sistemi in tempo discreto; sistemi in retroazione; sintesi di regolatori.
Conoscenze e abilita' da acquisire: - Apprendimento delle principali tecniche di analisi e sintesi di circuiti logici combinatori e sequenziali (tecniche algebriche, grafiche, automatiche).
- Acquisizione di una conoscenza fondamentale della tecnologia CMOS. Conoscenza degli aspetti principali della progettazione in logica CMOS complementare.
- Capacità di analisi e sintesi di semplici circuiti elettronici digitali.
- Conoscenza dell'architettura di moderni processori, di digital signal processors (DSPs) e di microcontrollori, con particolare riferimento ai dispositivi orientati al controllo in tempo reale di sistemi e processi industriali.
- Conoscenza del funzionamento e della struttura delle principali periferiche di interfacciamento utilizzate nell'ambito industriale.
- Capacità di implementare algoritmi per l’elaborazione dati ed il controllo di processi in tempo discreto e con aritmetica in virgola fissa.
- Capacità di programmare un microcontrollore commerciale in ambiente Keil uVision.
Modalita' di esame: Sono previste prove separate per i due moduli del corso.

TEORIA DEI CIRCUITI DIGITALI
Prova scritta basata su quesiti a risposta aperta e sulla risoluzione di esercizi di analisi o sintesi di circuiti digitali.

MICROCONTROLLORI E DSP
La verifica delle conoscenze e delle abilità attese viene effettuata con una prova d’esame scritta ed una orale.
La prova scritta ha lo scopo di verificare le conoscenze acquisite durante il corso, sia mediante la somministrazione di domande a risposta aperta che mediante la risoluzione di esercizi.
Durante la prova orale lo studente dovrà discutere le relazioni delle esercitazioni di laboratorio, al fine di dimostrare la corretta comprensione dei problemi affrontati.
Criteri di valutazione: - Completezza delle conoscenze teoriche acquisite.
- Capacità espositive e rigorosità nell’esposizione degli argomenti del corso.
- Capacità nell'applicare le conoscenze teoriche alla programmazione di FPGA in linguaggio VHDL e di microcontrollori commerciali.
- Capacità di progettazione evidenziate mediante l’esposizione delle relazioni tecniche sulle esercitazioni di laboratorio.
- Abilità nell’utilizzo dell’ambiente di sviluppo utilizzato durante il corso.

Caratteristiche proprie del modulo

Contenuti: - Elementi di aritmetica binaria: operazioni elementari, codici fondamentali (Gray, BCD, ASCII). Algebra boolena, teoremi del consenso e di De Morgan. Tabelle di verità e funzioni logiche fondamentali (AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR).
- Sintesi di funzioni logiche combinatorie con Mappe di Karnaugh e metodi di minimizzazione. Blocchi logici combinatori fondamentali (e.g. decoder, encoder, multiplexer, comparatori, sommatori).
- Circuiti logici sequenziali elementari (latch, flip-flop). Realizzazioni circuitali delle funzioni logiche. Sintesi di sistemi logici sequenziali sincroni e asincroni (contatori e shift register). Dispositivi programmabili (CPLD, FPGA).
- Effetti di canale corto nei dispositivi MOSFET, rilevanti per le applicazioni in circuiti digitali.
- Circuiti in tecnologia CMOS: livelli logici; margini di rumore; dissipazione di potenza statica e dinamica; ritardi di propagazione; costruzione di porte logiche complesse.
- Introduzione alla programmazione di FPGA mediante linguaggio VHDL.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercitazioni.
Esercitazioni in laboratorio riguardanti la programmazione di una FPGA commerciale.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Le lezioni si basano sul testo del prof. Marcovitz.
I testi "Circuiti integrati digitali" (J. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic.) e "Microelettronica" (Jaeger, Blalock) sono utilizzati solo per consultazione sulle tecnologie CMOS e le realizzazioni circuitali.
Testi di riferimento:
  • Marcovitz, Alan B., Introduction to logic designAlan B. Marcovitz. Boston [etc.]: McGraw Hill, 2010. Cerca nel catalogo
  • Rabaey, Jan M.; Chandrakasan, Anantha; Gerosa, Andrea; Cester, Andrea, Circuiti integrati digitalil'ottica del progettistaJan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, Borivoje Nicolicedizione italiana a cura di Andrea Cester, Andrea Gerosa. Milano: Pearson education Italia, 2005. Cerca nel catalogo
  • Jaeger, Richard C.; Blalock, Travis N.; Meneghesso, Gaudenzio; Neviani, Andrea, MicroelettronicaRichard C. Jaeger, Travis N. Blalockedizione italiana a cura di Gaudenzio Meneghesso e Andrea Neviani. Milano: McGraw-Hill, --. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Working in group
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)
  • One Note (inchiostro digitale)
  • Vivado Design Suite