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ELETTRONICA DIGITALE (II PARTE) (1)

ELETTRONICA DIGITALE (II PARTE) (1). 22/11 Prof. Adelio SALSANO. Elettronica Digitale (II Parte). Prof. Adelio Salsano Dott. Stefano Bertazzoni – Ing. Salvatore Pontarelli Periodo didattico I semestre – II Emisemestre Dal 22 Novembre 2010 al 29 Gennaio 2011

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ELETTRONICA DIGITALE (II PARTE) (1)

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Presentation Transcript

  1. ELETTRONICA DIGITALE (II PARTE)(1) 22/11 Prof. Adelio SALSANO

  2. Elettronica Digitale (II Parte) Prof. Adelio Salsano Dott. Stefano Bertazzoni – Ing. Salvatore Pontarelli Periodo didattico I semestre – II Emisemestre Dal 22 Novembre 2010 al 29 Gennaio 2011 Lezioni e esercitazioni Lunedì ore 11.30 – 13.15, Aula 18 (Ind) Mercoledì ore 11,30 – 13,15 Aula 4 NE Giovedì ore 16 -17,45, Aula 4 NE Ricevimento studenti: Lunedì e giovedì ore 15-17 Materiale didattico Dispense e lucidi forniti dai docenti Carl Hamacher, Zvonko Vranesic Safwat Zaky “Introduzione all’architettura dei calcolatori” Mac Graw-Hill Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  3. Organizzazione del corso Quattro settimane di lezioni ed esercitazioni per richiami sui circuiti digitali programmabili e per le architetture hardware e le caratteristiche software dei microprocessori e dei microcontrollori. Verifica intermedia Quattro settimane di lezioni ed esercitazioni relative alle metodologie e agli strumenti di progettazione dei sistemi a microprocessore e dei sistemi di comunicazione. Verifiche finali e esami Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  4. PROGRAMMA • Presentazione del corso e concetti generali • Dispositivi logici: PLA, PAL, FPGA, Gate Array, Standard cell • Architetture dei microprocessori e (micro)calcolatori • Unità del calcolatore:processore e memoria. • Registri dedicati e di uso generale • Collegamenti tra unità: bus • Livelli di astrazione • Linguaggio macchina o assembly language • Funzionamento del processore:fetch,decode, execute • Tipi di istruzione mecchina • Formalismo RTL • Classi di istruzioni • Modi di indirizzamento • Salti condizionati • Architetture di I/O • Istruzioni e registri di I/O • Lo stack e il suo funzionamento • Sistema di I/O: bus dati, indirizzo e controllo, istruzioni di I/O • Polling, Interrupt e DMA Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  5. Programma (segue) • Cenni sui problemi di sincronizzazione • Porte seriali e parallele • Sistema operativo • Presentazione del processore commerciale • Progetto del microcontrollore basato sul microprocessore commerciale prescelto Prerequisiti • Circuiti logici elementari (primo emisemestre) e loro sintesi • Teoremi fondamentali dell’algebra booleana • Elementi di memoria, • Circuiti sequenziali • Registri Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  6. Segnali e Informazione Tecnologie e architetture microelettroniche Nozioni di base Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  7. Segnale e Informazione • Per elaborare informazioni, occorre rappresentarle (o codificarle) mediante una tecnica di rappresentazione. • Per rappresentare le informazioni si usano segnali. • I segnali devono essere elaborati, nei modi opportuni,tramite dispositivi di elaborazione. • In un sistema digitale le informazioni sono rappresentate, elaborate e trasmesse mediante grandezze fisicheche assumono solo valori discreti. • Ogni valoreè associato a una cifra (digit) della rappresentazione. Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  8. Segnale Binario • Segnale binario: grandezza fisica che assume due valori distinti, indicati per convenzione con le cifre 0 e 1: s  0, 1 (low, high - false, true) • Grandezze fisiche usate per rappresentare l’informazione nel sistema digitale: • elettrica (tensione o corrente) • magnetica (intensità magnetica) • ottica (potenza ottica) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  9. Segnale Binario (segue) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  10. ASIC (Application Specific Integrated Circuit) • Standard Cell • Gate Array • PLD (Programmable Logic Devices) • SPLD (Simple PLD) • PLA (Programmable Logic Array) • PAL (Programmable Array Logic) • GAL (Generic Array Logic) • CPLD (Complex PLD) • FPGA Programmate durante la produzione nella Fab Programmabili sul campo Re/Programmabili nel circuito Logic Devices Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  11. Strutture PLD Programmable Logic Array (PLA) Programmable Array Logic (PAL) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  12. a) Z Z =A1CD1 a) Z A B C D .. PLA: Simbologia Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  13. Programmable Array Logic (PAL) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  14. Sistemi di Programmazione Giunzione di tipo AntiFuse Giunzione di tipo Fuse Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  15. FPGA: Architettura Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  16. FPGA: Logic Element (Block) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  17. FPGA: LUT – Look Up Table (2 Ingressi) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  18. FPGA: Programmazione Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  19. FPGA: LUT Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  20. FPGA: Routing (VRC) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  21. FPGA: Routing (IM) Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  22. FPGA: Programmazione nodi Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

  23. FPGA : motivi delle scelte • Riprogrammabilità anche parziale • Funzionalità volatili e non volatili: SRAM, FLASH, FUSE e MPGA • Tool molto efficienti (HDL) • Prototipi di test • Ecc. Elettronica Digitale (II Parte) 10-11_1

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