ID:
502515
Durata (ore):
61
CFU:
6
SSD:
ELETTRONICA
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (30/09/2024 - 20/01/2025)
Syllabus
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.
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.
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.
Metodi didattici
Lezioni (ore/anno in aula): 30
Esercitazioni (ore/anno in aula): 19
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 esperienze con circuiti elettronici e strumentazione, scelti per consolidare quando illustrato a lezione.
Ricevimento studenti al termine delle ore di laboratorio o su appuntamento (anche online)
Esercitazioni (ore/anno in aula): 19
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 esperienze con circuiti elettronici e strumentazione, scelti per consolidare quando illustrato a lezione.
Ricevimento studenti al termine delle ore di laboratorio o su appuntamento (anche online)
Verifica Apprendimento
L’esame consiste due prove scritte obbligatorie, da sostenere nello stesso giorno: 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).
In caso di dubbio sulla originalità della soluzione proposta dallo studente, il docente si riserva di fissare, per la discussione approfondita delle prove, un colloquio orale nei giorni immediatamente seguenti lo scritto.
In caso di esami remoti (solo se autorizzati dall'Università di Pavia) il secondo scritto è sostituito da un esame orale, che può essere sostenuto solo se la valutazione dello scritto è superiore a 18/30.
I risultati delle prove sono comunicati mediante email personale allo studente.
In caso di dubbio sulla originalità della soluzione proposta dallo studente, il docente si riserva di fissare, per la discussione approfondita delle prove, un colloquio orale nei giorni immediatamente seguenti lo scritto.
In caso di esami remoti (solo se autorizzati dall'Università di Pavia) il secondo scritto è sostituito da un esame orale, che può essere sostenuto solo se la valutazione dello scritto è superiore a 18/30.
I risultati delle prove sono comunicati mediante email personale allo studente.
Testi
Sono disponibili sulla pagina web del corso http://www.unipv.it/vacchi/didattica/ESDig270.php dispense sui laboratori redatte dal docente, presentazioni, esercizi ed esempi di testi d’esame. Ulteriore materiale disponibile su piattaforma Kiro.
Al fine di favorire la formazione degli studenti impossibilitati a partecipare in presenza sono disponibili esercizi risolti e registrazioni delle lezioni.
Al fine di favorire la formazione degli studenti impossibilitati a partecipare in presenza sono disponibili esercizi risolti e registrazioni delle lezioni.
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. Esempi VHDL.
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. Esempi VHDL.
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.
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. Esempi VHDL.
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. Esempi VHDL.
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.
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Nei confronti degli studenti di categorie riconosciute dall'Ateneo come aventi diritto a misure compensative, o che, per ragioni riconosciute dall’Ateneo, non possono frequentare il corso in presenza, vengono applicate, secondo i casi, opportune modalità didattiche, che includono la disponibilità delle lezioni registrate, e orari di ricevimento da concordare, anche in remoto.
Corsi
Corsi
3 anni
No Results Found