Corso di Laurea in Ingegneria dell’Informazione Elettronica Digitale Andrea Gerosa - gerosa@dei.unipd.it Tel. 049-827-7728

Cos’è un sistema digitale? è un sistema elettronico che elabora e gestisce informazioni peso, velocità, temperatura, pressione, flusso … numeri, testi, valuta … l’informazione è rappresentata da un segnale (tipicamente tensione, corrente o carica) Segnale Analogico assume infiniti possibili valori in un intervallo predefinito Segnale Digitale assume un insieme finito (discreto) di valori

Segnale binario (bit) segnale digitale che assume solo 2 valori 0 e 1, vero e falso, alto e basso, … robustezza agli errori e imprecisioni dei circuiti elettronici Come rappresentare dell’informazione con più di 2 valori? usare più bit per distinguere tra i loro i diversi valori N bit  2N valori

Vantaggi dei sistemi digitali Precisione del sistema elevata (aumentando N) es. mp3 player: 16 bit (0.5V÷1.5V): LSB=15.3mV (0,001%) Possibilità di realizzare grandi moli di operazioni algebriche elaborazione del segnale Flessibilità e riconfigurabilità del sistema controllo via software Facilità nella trasmissione, condivisione, archiviazione di informazioni

Pervasività dei sistemi digitali Qual è il sostegno tecnologico necessario? alto livello di integrazione di sistemi digitali complessi e a molti bit disponibilità di grandi quantità di memoria

Evoluzione della tecnologia ENIAC 1940 Occupa 1 stanza! Potenza di calcolo minore di un’odierna calcolatrice tascabile Tecnologia inadatta per applicazioni di largo consumo

Evoluzione della tecnologia primo transistor 1947 – 1950 Inizio della miniaturizzazione!

Evoluzione della tecnologia Intel 4004 1971 2300 transistor 60,000 operazioni per secondo

Evoluzione della tecnologia Intel Pentium 4 42 milioni di transitor!

Legge di Moore

Evoluzione della tecnologia Solo vantaggi? costi !! Adatta solo a produzioni di massa

Processori e sistemi embedded

E l’elettronica analogica? Il mondo reale è analogico Consumi minori di potenza e area Frequenze operative più elevate

Argomenti del corso Rappresentazione digitale dell’informazione numeri interi, numeri negativi, numeri irrazionali informazioni non numeriche, codifica dell’informazione algebra di Boole funzioni logiche: rappresentazione e metodi di ottimizzazione operatori logici fondamentali, concetto di minimizzazione, mappe di Karnaugh

Argomenti del corso Implementazione fisica (elettronica) la tecnologia CMOS: cenni al processo e layout il transistor MOS a “canale corto” per i circuiti digitali circuiti fondamentali in logica CMOS statica problematiche principali ed evoluzioni della tecnologia celle di memoria piattaforme implementative cenni agli strumenti software

Argomenti del corso Sistemi digitali Concetto di gerarchia e livello di astrazione Blocchi logici fondamentali Blocchi aritmetici Macchine sequenziali sincrone latch e flip-flop

Supporti didattici Testi adottati Sito web corso M.M. Mano e C.R. Kime, “Reti Logiche”, 4a Ed., Prentice Hall, 2008 Andrea Gerosa, “Elettronica Digitale, esercizi risolti”, Libreria Progetto, 2006 J.M. Rabaey et al., “Circuiti Integrati Digitali - l'ottica del progettista”, Ed. Prentice Hall, 2005 Sito web corso su Moodle (@DEI) errata corrige dispensa di esercizi

Supporti didattici per chi segue le lezioni www.dei.unipd.it/~gerosa/ED Elenco dettagliato degli argomenti Slide usate a lezione NON sono una dispensa NON sostituiscono appunti e/o libri aiutano a seguire e a prendere appunti senza dover copiare figure complicate Username e password

Modalità di esame 1 prova, composta da 2 parti a = domande di teoria a risposta multipla b = prova di esercizi Voto finale = 1/3 a + 2/3 b; necessario min(a,b)≥15 + prova orale (facoltativa tra 20 e 27) Se non si raggiunge almeno 15 in una della prove è necessario ripetere l’intero esame Se non si supera l’orale è necessario ripetere l’intero esame Se ci si presenta a un appello si annulla un eventuale voto precedente (anche in caso di ritiro) Obbligatorio registrare il voto entro la sessione

Modalità di esame Date appelli (esami.dei.unipd.it) Avvertenze 1 e 5 febbraio 2010 15 e 19 febbraio 2010 21 e 24 giugno 2010 6 e 9 settembre 2010 Avvertenze Obbligatorio iscriversi (e cancellarsi) sulle liste di Moodle Non si possono usare libri, quaderni e cellulari (né colleghi!)