Esci dai Frame

  ELETTRONICA SISTEMI DIGITALI Docente: Gian Carlo Cardarilli Email: nonhoquestoformato@ing.uniroma2.it Telefono: 06 7259 7324
    Programma del Corso
 
Collegamenti culturali e finalitÓ del corso: Il corso si propone di avviare gli allievi allo studio dell'elettronica digitale. In particolare partendo dall'analisi dei componenti elettronici di base, vengono analizzati circuiti sempre pi¨ complessi fino alla descrizione di alcuni tipi di microprocessore. Il corso prevede anche una parte di sintesi di circuiti digitali, che ha lo scopo di fornire quegli elementi di base necessari per progettare circuiti digitali a componenti discreti. Viene anche fornita una descrizione di massima sulle tecniche usate nel progetto dei circuiti integrati. Programma del corso: Introduzione all'elettronica digitale e dispositivi elementari: Il diodo: equazioni del diodo, diodo Schottky. Il transistore bipolare come interruttore. Modello di Ebers-Moll, regioni di funzionamento, modelli semplificati, il transistore MOSFET, derivazione del modello matematico, MOSFET come interruttore, MOSFET a simmetria complementare, Latch-up. Famiglie logiche: Introduzione alla valutazione delle caratteristiche, Logica IIL: Principi di funzionamento. Logica DTL: Principi di funzionamento, Caratteristica ingresso-uscita, Fan-out, VelocitÓ di commutazione. Logica TTL: Principi di funzionamento, Caratteristica ingresso-uscita, Pull-up dinamico, Fan-out, VelocitÓ di commutazione. Logica ECL: Principi di funzionamento, Caratteristica ingresso-uscita, Fan-out, VelocitÓ di commutazione, Compensazione termica, Connessione fra porte e interfaccia fra TTL e ECL. Logica NMOS: Principi di funzionamento, Caratteristica ingresso-uscita, Tempi di risposta. Logica CMOS: Principi di funzionamento, Caratteristica ingresso-uscita, Tempi di risposta. Cenni sulla sintesi logica: Algebra booleana, Tabella di veritÓ, Funzioni booleane elementari, Sintesi di funzioni booleane, Forme canoniche, Rappresentazione con mappe di Karnaugh, Minimizzazione mediante mappe K. I sistemi sequenziali: Logica rigenerativa e metastabilitÓ. I componenti elementari: i Flip-Flop (FF): FF SR, FF JK, FF Master slave ed esempi di applicazioni, FFEdge triggered ed esempi di applicazioni, Cenni sulla realizzazione di FF nelle varie logiche. Shift register: Principi di funzionamento, Shift register a destra e a sinistra, Shift register a caricamento parallelo, Applicazione: conversione serie-parallelo, Applicazione: conversione parallelo-serie. I Contatori: Ripple counter, Contatori con riporto parallelo e serie, Sintesi di contatori sincroni, Esempio: sintesi di contatore mod. 3, Esempio: sintesi di contatore mod. 5, Combinazione di pi¨ contatori, Contatori sincroni e asincroni, Contatore avanti-indietro, Ring-counter. Macchine a stati finiti: Introduzione alle macchine a stati finiti sincrone e asincrone, Descrizione di macchine a stati finiti: Tabella PS/NS, Diagramma di stato, carte ASM, mappe K, diagrammi temporali. Clock a 1 e 2 fasi. Esempio: i FlipFlop. MetastabilitÓ e sincronizzazione. Classificazione di macchine a stati finiti: classe 0, 1, 2, 3 e 4. Esempi di progetto di macchine a stati finiti con diversi tipi di Flip Flop. Progetto di una UART. I dispositivi aritmetici: Metodi di numerazione: Aritmetiche modulari, Complemento a 1, Complemento a 2. Circuiti di calcolo: Porta XOR, Half-adder, Full-adder, Sommatore seriale e parallelo, Sommatore Carry skip, Sommatore CLA, Sommatore Carry Save, Circuito Manchester, Sottrattore, Sottrazione con il complemento, Moltiplicatore seriale e parallelo, Moltiplicatore di Booth, moltiplicatore di Wallace, Divisore, ALU. Memorie a semiconduttore: Classificazione delle memorie. Memorie sequenziali volatili e non volatili. Memorie MOS e CMOS statiche e dinamiche. Memorie ROM: Organizzazione, Personalizzazione, Esempi di applicazioni, Memorie PROM e EPROM. Memorie RAM: Organizzazione, Circuiti di I/O, sense amplifiers e buffer tri-state, Disposizione su pi¨ chips. Convertitori D/A e A/D: Convertitore D/A a resistori pesati, Convertitore D/A a scala, Convertitore A/D flash, Convertitore A/D ad approssimazioni successive, Convertitore A/D a doppia rampa. Il microprocessore: Struttura generale e principi generali di funzionamento, Metodi di indirizzamento, Registri interni, Operazioni, Collegamento alle periferiche: Circuiti per il polling e l'interrupt, Collegamento alle memorie: Segnali di controllo e di temporizzazione, Il circuito PIO, Esempi di interfacciamento: display e tastiera, Microprocessori 8080, 8086 e 80386, Modi di funzionamento, Gestione della memoria, Modi di indirizzamento. Testi Consigliati: Daniels: ''Digital Design from Zero to One'', John Wiley & Sons. Sono anche disponibili dispense distribuite dal docente. ModalitÓ di esecuzione d'esame: L'esame consiste in una prova scritta ed una prova orale. Durante il corso Ŕ previsto lo sviluppo di progetti individuali.