ELETTRONICA DIGITALE (II PARTE) (1)

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ELETTRONICA DIGITALE (II PARTE)(1)

• 22/11
• Prof. Adelio SALSANO

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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 allarchitettura dei calcolatori
  Mac Graw-Hill

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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

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PROGRAMMA

• Presentazione del corso e concetti generali
• Dispositivi logici PLA, PAL, FPGA, Gate Array,
  Standard cell
• Architetture dei microprocessori e
  (micro)calcolatori
• Unità del calcolatoreprocessore e memoria.
• Registri dedicati e di uso generale
• Collegamenti tra unità bus
• Livelli di astrazione
• Linguaggio macchina o assembly language
• Funzionamento del processorefetch,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

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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 dellalgebra booleana
• Elementi di memoria,
• Circuiti sequenziali
• Registri

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Segnali e Informazione
Tecnologie e architetture microelettroniche Nozion
i di base
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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 fisiche che assumono solo valori
  discreti.
• Ogni valore è associato a una cifra (digit) della
  rappresentazione.

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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
  linformazione nel sistema digitale
• elettrica (tensione o corrente)
• magnetica (intensità magnetica)
• ottica (potenza ottica)

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Segnale Binario (segue)
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Logic Devices
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Strutture PLD
Programmable Logic Array (PLA)
Programmable Array Logic (PAL)
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PLA Simbologia
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Programmable Array Logic (PAL)
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Sistemi di Programmazione
Giunzione di tipo AntiFuse
Giunzione di tipo Fuse
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FPGA Architettura
16
FPGA Logic Element (Block)
17
FPGA LUT Look Up Table (2 Ingressi)
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FPGA Programmazione
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FPGA LUT
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FPGA Routing (VRC)
21
FPGA Routing (IM)
22
FPGA Programmazione nodi
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.