Il modulo Reti Logiche intende fornire i fondamenti dell'algebra di Boole, i metodi e le tecniche di analisi e di progetto delle reti logiche combinatorie e sequenziali sincrone e asincrone e una descrizione delle funzioni dell'unità aritmetica inquadrate nello scenario dell'architettura di un processore numerico. Durante il corso verrà introdotto anche il linguaggio VHDL per la descrizione dell’hardware. Al termine del corso lo studente sarà in grado di analizzare e progettare le reti logiche più comuni, di comprendere le funzioni dell'unità aritmetica e le relative prestazioni e di descrivere semplici circuiti digitali in linguaggio VHDL.
Prerequisiti
La comprensione degli argomenti del corso presuppone la conoscenza dei concetti affrontati nel corso di fondamenti di informatica.
Metodi didattici
Modulo di Reti Logiche: Lezioni (ore/anno in aula): 22,5 Esercitazioni (ore/anno in aula): 37,5 Attività pratiche (ore/anno in aula): 0
Verifica Apprendimento
Il modulo di Reti Logiche prevede una prova scritta. E' prevista una prova orale pratica facoltativa in cui viene valutata la capacità del candidato di utilizzare gli strumenti di sviluppo messi a disposizione e usati durante il corso (linguaggio VHDL).
Testi
M. Morris Mano, Charles R. Kime, T. Martin. Reti Logiche. Pearson, 2019. Traduzione del testo in inglese: M. Morris Mano, Charles R. Kime, T. Martin, “Logic and Computer Design Fundamentals” Pearson Education, 2016, V edition.
Contenuti
Modulo Reti Logiche Sito web: mclab.unipv.it
Introduzione all'algebra di Boole
Introduzione alla logica e alla teoria degli insiemi; algebra di Boole; espressioni e funzioni booleane; teorema del consenso; forme canoniche; implicanti e implicati; rappresentazione di funzioni booleane; semplificazione di funzioni booleane e funzioni di costo; analisi del ritardo di propagazione di una porta logica.
Le reti combinatorie
Reti combinatorie; variabili logiche e segnali elettrici; componenti elettronici elementari; blocchi funzionali elementari: And, Or, Not, Nor, Nand, Xor. Analisi di reti combinatorie. Sintesi di reti combinatorie. Reti combinatorie elementari: decodifica, codifica, selezione, sommatori, sottrattori, moltiplicatori e divisori per valori costanti.
Le reti sequenziali
Reti sequenziali: stato interno, descrizione di automi a stati finiti, macchine minime. Analisi di macchine sequenziali, analisi temporale. Reti sequenziali notevoli: Latch e Flip–Flop, registri, contatori, riconoscitori di sequenze. Progettazione di circuiti sequenziali.
Linguaggio VHDL
Rappresentazioni HDL-VHDL; descrizione VHDL di circuiti combinatori; descrizione VHDL di circuiti sequenziali; simulazione e collaudo di circuiti logici.
