RETI LOGICHE A
cod. 13115

Anno accademico 2009/10
2° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Sistemi di elaborazione delle informazioni (ING-INF/05)
Field
Ingegneria informatica
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
45 ore
di attività frontali
5 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Obiettivo del corso è fornire le basi culturali per l¿analisi e laprogettazione di sistemi digitali sincroni. Il corso presenta sia lemetodologie tradizionali, sia tecniche di ottimizzazione di tipoalgoritmico/euristico, tipicamente presenti nei flussi di progettazionelegati agli ambienti CAD di Design Automation per uso industriale.

Prerequisiti

La propedeuticità di Fondamenti di informatica B è vivamente consigliata, anche se non formalmente verificata.

Contenuti dell'insegnamento

<br /><br /><br />Introduzione ai sistemi digitali<br />Evoluzione delle tecnologie elettroniche. Finalità e limiti dei sistemi digitali sincroni.<br /><br />Reti combinatorie<br />1-Richiami: Espressioni canoniche e generali SP e PS. Analisi e sintesidifunzioni completamente specificate mediante mappe di Karnaugh.<br />2-Estensione delle tecniche di analisi e sintesi per reti combinatorieadue livelli: Funzioni incompletamente specificate. Reti a piùuscite(metodo degli implicanti/implicati primi multipli). Analisi esintesidi reti a NAND e a NOR.<br />3 - Strumenti CAD per la sintesi di reti combinatorie: Algoritmo di Quine-McCluskey. Espresso. Simulazione logica.<br />4-Reti a più livelli e progettazione con moduli integrati:Fattorizzazionee scomposizione di espressioni. Progettazione mediantecomposizione dimoduli combinatori MSI e LSI. <br />5 - Logiche programmabili (PLA, PAL, GAL).<br />6-Circuiti combinatori dedicati: Circuiti aritmetici(sommatore,comparatore, ALU). Convertitori di codice. Circuiti percontrollo diparità e codice di Hamming. Circuiti a EXOR.<br />7 - Fenomeni transitori nelle reti combinatorie: alee statiche e dinamiche.<br /><br />Reti sequenziali sincrone <br />1-Modelli di Mealy e di Moore. Analisi di circuiti logici elementariconritardi e retroazioni. Funzionamento in modo fondamentale.<br />2 -Retiper la memorizzazione dello stato: Latch SR e D; Flip-Flop D, JK eT.Problemi di temporizzazione. Temporizzazione dei circuiti sincroni.<br />3-Automi a stati finiti: Strumenti di definizione dell'automa(diagrammadegli stati, tabelle di flusso e linguaggi didescrizione).Minimizzazione degli stati. <br />4 - Procedimenti dianalisi e disintesi delle reti sequenziali sincrone: Codifica deglistati.Marcatura dello stato con diversi tipi di elementi di ritardo.<br />5 - Comandi di Preset e Clear nei Flip-Flop sincroni. Reti con ingressi asincroni o impulsivi.<br />6 - Progettazione di contatori binari, contatori Johnson, registri paralleli e seriali.<br />7 - Logiche programmabili sequenziali (FPGA).<br /><br />Analisi e sintesi di sistemi complessi<br />1 - Progettazione di reti sequenziali con moduli integrati (registri, contatori, registri a scorrimento).<br />2 - Suddivisione tra parte di controllo e datapath.<br />3 - Cenni al pipelining.<br />4 - Cenni ai formalismi per la descrizione dell¿hardware.<br /><br />Attività d'esercitazione<br />Oltrealleesercitazioni in aula sono previste alcune esercitazioni inlaboratoriocon l'uso di semplici strumenti CAD per design entry esimulazionelogica.<br />Le esercitazioni hanno lo scopo difamiliarizzare lo studentecon le problematiche di analisi dellespecifiche di progetto e nelcontempo fargli acquisire padronanza delletecniche di analisi e sintesidi circuiti combinatori e sequenziali.

Programma esteso

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Bibliografia

<br /> <br />Dispense e copie delle trasparenze presentate a lezione (reperibili sul sito web del corso).<br />M.M. Mano, Digital Design, 3/e, Prentice Hall, 2002.<br />C. Bolchini, C. Brandolese, F. Salice, D. Sciuto, Reti Logiche, Apogeo, 2004.<br />R. Katz, G. Borriello, Contemporary Logic Design, 2nd edition, Pearson, 2005.

Metodi didattici

Due prove scritte in itinere (modo suggerito) oppure una prova scritta complessiva. Le prove scritte comprendono sia esercizi sia domande di teoria.  

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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