PRESENTAZIONE

Il corso è finalizzato a fornire le basi della logica e dell'aritmetica binaria, dell’analisi e del progetto dei sistemi digitali.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso introduce le categorie e le metodologie per lo studio ed il progetto di sistemi digitali.Contenuti: algebra di Boole, descrizione, sintesi e ottimizzazione di reti combinatorie, progettazione di macchine a stati finiti asincrone e sincrone, analisi e sintesi di sottosistemi complessi (contatori, sommatori, unità aritmetiche, memorie,..). Per la descrizione dei sistemi digitali verrà insegnato e utilizzato il linguaggio VHDL.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine del corso lo studente che lo ha seguito con successo sarà in grado di capire, analizzare e progettare, a livello funzionale, semplici sistemi digitali basati su Macchine a Stati Finiti ed architetture digitali standard. 

PREREQUISITI

Nessuno.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso alterna lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

1. Algebra booleana e reti combinatorie
- Trattazione classica che non richiede conoscenze preliminari.
2. Progetto di reti combinatorie
- Sintesi e minimizzazione con le mappe di Karnaugh.
- Reti Combinatorie standard
- Ritardi di propagazione.
3. Aritmetica binaria
- Trattazione classica.
- Reti aritmetiche.
4. Introduzione alle reti sequenziali
- Transizione intuitiva dalle reti combinatorie alle sequenziali.
- Struttura e funzionamento dei principali tipi di flip-flop.
- Caratteristiche dinamiche dei flip-flop.
5. Reti sincrone di flip-flop
- Introduzione alle reti sincrone di flip-flop.
- Reti sequenziali: registri e contatori.
- Tecniche di analisi temporale delle reti sincrone.
6. Reti sequenziali come Macchine a Stati Finiti
- Progetto della MSF, realizzata tramite i diagrammi ASM.
- Esercizi risolti di diagrammi ASM.
- Sintesi della MSF con tabelle di stato e mappe.
7. La Macchina a Stati Finiti come controllore di sistema.
- Progettazione di sistemi controllore - datapath.
- Esercizi risolti sui sistemi controllore - datapath.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Donzellini, G. and Oneto, L. and Ponta, D. and Anguita. D., Springer, Introduzione al Progetto di Sistemi Digitali, 2018.

Donzellini, G. and Oneto, L. and Ponta, D. and Anguita. D., Springer, Introduction to Digital Systems Design, 2019.

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

DAVIDE ANGUITA (Presidente)

MASSIMO MARESCA

PIERPAOLO BAGLIETTO (Presidente Supplente)

LUCA ONETO (Presidente Supplente)

LEZIONI

Orari delle lezioni

CALCOLATORI ELETTRONICI MODULO 1: RETI LOGICHE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame, se sostenuto nella prima sessione utile (sessione invernale), consiste in una prova scritta integrabile con una prova orale facoltativa.  Non è previsto un "voto minimo" della prova scritta per sostenere la prova orale.

A partire dalle sessioni successive, la prova scritta è sostituita da una prova orale.

Durante lo svolgimento del corso sarà possibile integrare, facoltativamente, la valutazione finale attraverso valutazioni intermedie, ottenute con lo svolgimento di una prova scritta intermedia (“compitino”) o con la consegna di elaborati relativi alle esercitazioni/laboratori.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

La prova scritta ha lo scopo di verificare la capacità dello studente di risolvere problemi di progettazione di sistemi digitali e la prova orale ha lo scopo di verificare sia il livello di conoscenza raggiunto sia la capacità di usare gli strumenti di progettazione e analisi delle reti combinatorie e sequenziali.

Calendario appelli