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 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 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
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Persone
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