Docente

prof. David ESSENI

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di illustrare i principi di funzionamento, le metodologie di analisi, i principali criteri di progetto, le prestazioni e le problematiche di blocchi circuitali digitali ed analogici oltre quelli elementari descritti nel corso di Fondamenti di Elettronica Analogica e Digitale. Nell’ambito dell’elettronica digitale verrà descritta la metodologia del logical effort e si affronterà il problema delle interconnessioni. Inoltre si descriveranno circuiti aritmetici elementari nonché le memorie a semiconduttore. Nell’ambito dell’elettronica analogica saranno descritti la coppia differenziale, gli amplificatori multi-stadio, gli amplificatori operazionali. Inoltre saranno esposte le basi teoriche per l’analisi ed il progetto di stabilità nei circuiti digitali in presenza di retroazione e si illustrerà lo studio dei circuiti bistabili ed astabili.

Competenze acquisite

- Comprendere la terminologia e i parametri che descrivono i principali blocchi circuitali digitali.- Individuare le tecnologie e gli stili di progetto idonei alla realizzazione di porte logiche e celle di libreria.
- Analizzare e progettare blocchi circuitali digitali a partire da specifiche di velocità e consumo.
- Analizzare e progettare interconnessioni per circuiti digitali.
- Utilizzare programmi per l'analisi e il progetto di circuiti elettronici per applicazioni digitali.
- Definire il flusso logico di progettazione di semplici circuiti digitali.

Programma

Metodologia di progettazione logical effort: definizione del modello, applicazioni; ottimizzazione del progetto di circuiti logici a più livelli; biforcazioni e diramazioni (10 ore).
Interconnessioni: interconnessioni e regole di scaling; modelli capacitivi, RC, RLC e distribuiti; valutazione dei ritardi di propagazione;  formule di Elmore; linee di trasmissione senza perdite; adattamento delle linee (10 ore).
Memorie a semiconduttore: classificazione; organizzazione interna; ROM, SRAM e DRAM; memorie non volatili (EPROM, EEPROM, FLASH (8 ore).
Latch e registri: principi di funzionamento e implementazione circuitale di latch e registri in tecnologia CMOS (6 ore).
Circuiti aritmetici: sommatori digitali e cenni ai moltiplicatori digitali (6 ore).
Esercitazioni: esercizi e soluzione di temi di esame dei precedenti anni (10 ore).
Simulazione per mezzo di Orcad di circuiti digitali (10 ore).

Bibliografia

- David Esseni, Fondamenti di Circuiti Digitali Integrati CMOS, SGEditoriali, Padova, Italy
- J.M.Rabaey, Digital Integrated Circuits: a design perspective, Prentice Hall
- I.Sutherland, B.Sproull, D.Harris, Logical Effort Designing Fast CMOS Circuits, Morgan Kaufmann
- J.M.Smith, Application Specific Integrated Circuits, Addison Wesley, 1997

Modalità d'esame

prova scritta e orale

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