ID:
64406
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
0
CFU:
0
SSD:
ELETTRONICA
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/Ingegneria elettronica e wireless Anno: 3
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Annualità Singola (19/09/2024 - 05/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Il corso intende fornire un’esauriente introduzione alla strumentazione elettronica analogica e digitale tipicamente utilizzata nei laboratori di ricerca e sviluppo nonché un approfondimento sulle realizzazioni circuitali dei sistemi digitali, permettendo quindi di comprendere le motivazioni alla base delle diverse scelte progettuali.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- capacità di valutare ed esprimere l’incertezza di misura.
- i principi di funzionamento della strumentazione analogica e digitale.
- le tecniche di misura utilizzate per la caratterizzazione, in regime statico e dinamico, di dispositivi e circuiti elettronici.
- introduzione alla programmazione per il controllo automatico degli strumenti e l’automatizzazione di una misura.
- elementi di base della tecnologia dei semiconduttori;
- caratteristiche fondamentali di un circuito CMOS;
- conoscenze di base per affrontare lo studio dei sistemi digitali complessi e delle loro interconnessioni con i vincoli imposti dalle prestazioni richieste in termini di costo, velocità, occupazione d'area, immunità ai disturbi e consumo di potenza;
- funzionamento e dimensionamento dei blocchi combinatori, statici e dinamici;
- funzionamento e dimensionamento di circuiti sequenziali, statici e dinamici;
- temporizzazione dei circuiti elettronici: distribuzione del segnale di sincronismo e deviazioni rispetto alle attese;
- collaudo dei circuiti integrati digitali.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- utilizzo della strumentazione di laboratorio (i.e. oscilloscopio, analizzatore di spettro, multimetro digitale, generatore di funzioni, alimentatore).
- caratterizzazione di dispositivi (e.g. diodi e transistori) e circuiti (e.g. amplificatori, oscillatori) in regime statico e dinamico.
- capacità di eseguire una scelta ragionata sulla strumentazione e la tecnica di misura necessaria per una particolare applicazione.
- capacità di costruire un sistema di misura con più strumenti e automatizzarne il funzionamento.
- analizzare il comportamento di circuiti digitali in condizioni statiche e dinamiche;
- identificare i vincoli di progetto che determinano il dimensionamento di un circuito digitale;
- identificare i circuiti combinatori e sequenziali più idonei per il progetto di uno specifico sistema elettronico;
- comprendere i problemi di temporizzazione che possono evidenziarsi durante il progetto di un sistema elettronico;
- individuare la procedura di collaudo più idonea per un sistema elettronico;
- individuare i vincoli di progetto di un sistema di autocollaudo in un circuito integrato digitale.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- capacità di valutare ed esprimere l’incertezza di misura.
- i principi di funzionamento della strumentazione analogica e digitale.
- le tecniche di misura utilizzate per la caratterizzazione, in regime statico e dinamico, di dispositivi e circuiti elettronici.
- introduzione alla programmazione per il controllo automatico degli strumenti e l’automatizzazione di una misura.
- elementi di base della tecnologia dei semiconduttori;
- caratteristiche fondamentali di un circuito CMOS;
- conoscenze di base per affrontare lo studio dei sistemi digitali complessi e delle loro interconnessioni con i vincoli imposti dalle prestazioni richieste in termini di costo, velocità, occupazione d'area, immunità ai disturbi e consumo di potenza;
- funzionamento e dimensionamento dei blocchi combinatori, statici e dinamici;
- funzionamento e dimensionamento di circuiti sequenziali, statici e dinamici;
- temporizzazione dei circuiti elettronici: distribuzione del segnale di sincronismo e deviazioni rispetto alle attese;
- collaudo dei circuiti integrati digitali.
Le principali abilità (ossia la capacità di applicare le conoscenze acquisite) saranno:
- utilizzo della strumentazione di laboratorio (i.e. oscilloscopio, analizzatore di spettro, multimetro digitale, generatore di funzioni, alimentatore).
- caratterizzazione di dispositivi (e.g. diodi e transistori) e circuiti (e.g. amplificatori, oscillatori) in regime statico e dinamico.
- capacità di eseguire una scelta ragionata sulla strumentazione e la tecnica di misura necessaria per una particolare applicazione.
- capacità di costruire un sistema di misura con più strumenti e automatizzarne il funzionamento.
- analizzare il comportamento di circuiti digitali in condizioni statiche e dinamiche;
- identificare i vincoli di progetto che determinano il dimensionamento di un circuito digitale;
- identificare i circuiti combinatori e sequenziali più idonei per il progetto di uno specifico sistema elettronico;
- comprendere i problemi di temporizzazione che possono evidenziarsi durante il progetto di un sistema elettronico;
- individuare la procedura di collaudo più idonea per un sistema elettronico;
- individuare i vincoli di progetto di un sistema di autocollaudo in un circuito integrato digitale.
Prerequisiti
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Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Le seguenti conoscenze, in aggiunta agli argomenti trattati nel corso di “Circuiti elettrici: fondamenti e laboratorio”, risultano necessarie:
- Concetti elementari di teoria della probabilità.
- Concetti di base di elettronica analogica e digitale.
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Per seguire il corso è necessario avere piena conoscenza delle basi di Sistemi Elettronici Digitali.
In particolare è necessario avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze fornite da corsi del 1° e 2° anno:
• concetti elementari di analisi matematica e del calcolo differenziale;
• conoscenze dei concetti fondamentali di fisica, in particolari quelli relativi all'elettromagnetismo;
• conoscenze della teoria dei circuiti: legge di Ohm e di Kirchhoff e loro applicazione pratica; metodi per trattare i circuiti elettrici in regime continuo e transitorio;
• conoscenze delle reti logiche: aritmetica binaria; circuiti combinatori e sequenziali;
• capacità di analizzare a livello logico sistemi digitali di dimensioni ridotte.
Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Le seguenti conoscenze, in aggiunta agli argomenti trattati nel corso di “Circuiti elettrici: fondamenti e laboratorio”, risultano necessarie:
- Concetti elementari di teoria della probabilità.
- Concetti di base di elettronica analogica e digitale.
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Per seguire il corso è necessario avere piena conoscenza delle basi di Sistemi Elettronici Digitali.
In particolare è necessario avere acquisito e assimilato le seguenti conoscenze fornite da corsi del 1° e 2° anno:
• concetti elementari di analisi matematica e del calcolo differenziale;
• conoscenze dei concetti fondamentali di fisica, in particolari quelli relativi all'elettromagnetismo;
• conoscenze della teoria dei circuiti: legge di Ohm e di Kirchhoff e loro applicazione pratica; metodi per trattare i circuiti elettrici in regime continuo e transitorio;
• conoscenze delle reti logiche: aritmetica binaria; circuiti combinatori e sequenziali;
• capacità di analizzare a livello logico sistemi digitali di dimensioni ridotte.
Metodi didattici
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Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Il corso è organizzato nel seguente modo:
* Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso.
* Esercitazioni nel Laboratorio Didattico di Elettronica dove gli studenti saranno divisi in gruppi (2 studenti per gruppo). Gli studenti seguiranno 6 esercitazioni guidate di 2 ore ciascuna.
Durante il periodo delle lezioni e per la preparazione all’esame gli studenti avranno libero accesso al laboratorio al fine di perfezionare la loro competenza nell’utilizzo della strumentazione.
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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In via sperimentale il corso sarà tenuto in modalità “flipped classroom”. Ciò significa che le lezioni sono già state videoregistrate e sono fruibili in modo autonomo da parte degli studenti, seguendo una scaletta temporale proposta dal docente. Ogni settimana ci sarà un incontro in aula nel quale verranno ripetuti dal docente i punti fondamentali delle lezioni proposte per la settimana precedente, verranno poste domande che serviranno allo studente per un’autoverifica dell'apprendimento e verranno risolti alcuni esercizi. Questi incontri settimanali in aula saranno fruibili anche a distanza.
Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Il corso è organizzato nel seguente modo:
* Lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso.
* Esercitazioni nel Laboratorio Didattico di Elettronica dove gli studenti saranno divisi in gruppi (2 studenti per gruppo). Gli studenti seguiranno 6 esercitazioni guidate di 2 ore ciascuna.
Durante il periodo delle lezioni e per la preparazione all’esame gli studenti avranno libero accesso al laboratorio al fine di perfezionare la loro competenza nell’utilizzo della strumentazione.
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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In via sperimentale il corso sarà tenuto in modalità “flipped classroom”. Ciò significa che le lezioni sono già state videoregistrate e sono fruibili in modo autonomo da parte degli studenti, seguendo una scaletta temporale proposta dal docente. Ogni settimana ci sarà un incontro in aula nel quale verranno ripetuti dal docente i punti fondamentali delle lezioni proposte per la settimana precedente, verranno poste domande che serviranno allo studente per un’autoverifica dell'apprendimento e verranno risolti alcuni esercizi. Questi incontri settimanali in aula saranno fruibili anche a distanza.
Verifica Apprendimento
Il superamento dell'esame è prova di aver acquisito le conoscenze e le abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.
Vista la complessità della materia, viene lasciata allo studente la possibilità di dividere l’esame in due parti distinte, una relativa sistemi di misura, una relativa ai sistemi elettronici digitali.
Per ciò che riguarda la parte relativa ai sistemi elettronici di misura, l’esame consiste in 3 prove scritte, da svolgersi durante lo stesso appello d’esame:
1. Questionario con domande a risposta aperta relativa alla strumentazione di misura (11 punti, tempo a disposizione: 1h 30m)
2. Questionario con domande a risposta multipla o breve sulla programmazione in ambiente NI LabVIEW (11 punti, tempo a disposizione: 45m)
3. Esercizio sul calcolo dell’incertezza di misura (11 punti, tempo a disposizione: 1h)
Complessivamente, le 3 prove permettono di ottenere un massimo di 33 punti. L’esame si ritiene superato se viene raggiunta la sufficienza su tutte le prove e lo studente ottiene un punteggio complessivo di almeno 18 punti. Un punteggio superiore a 30 permette di ottenere la lode.
In nessun caso saranno mantenuti risultati parziali.
Durante la prova non è possibile consultare testi, appunti o altro materiale.
Per motivi organizzativi la lista d'esame si chiude due giorni lavorativi prima della data dell'appello.
Per ciò che riguarda i sistemi elettronici digitali, l’esame è diviso in 2 parti che hanno luogo nello stesso giorno.
• Una prova a quiz (quiz a risposta multipla o soluzioni di esercizi numerici) su tutti gli argomenti trattati nel corso. La prova ha lo scopo di valutare lo studio della materia e la comprensione degli argomenti di base e ha carattere di selezione (lo studente che non mostri una sufficiente conoscenza degli argomenti non è ammesso alle prove successive). Per superare la prova è necessario acquisire almeno 8 punti su 20. Il tempo previsto per la prova è di 60’. Non è consentito consultare testi o utilizzare PC, smart phone, calcolatrici,.. ;
• una prova orale nella quale non sarà valutata tanto l'abilità nel "ripetere" qualche argomento trattato a lezione, quanto la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. Per superare la prova è necessario acquisire almeno 5 punti su 13. Il superamento della prova è testimonianza dell’aver acquisto la conoscenza dei metodi per l’analisi dei sistemi digitali complessi e delle loro interconnessioni in presenza di vincoli su costo, velocità, occupazione d’area e immunità ai disturbi.
Vista la complessità di molti schemi circuitali, allo studente non è richiesto di saperli ridisegnare a memoria. Lo studente può utilizzare gli schemi visti a lezione e sui quali ha studiato. L’obiettivo dello studio, infatti, non è ricordare a memoria schemi circuitali che, probabilmente, fra pochi anni non saranno più utilizzati, ma avere compreso le motivazioni teoriche, applicative ed economiche che hanno portato alla definizione di quelle specifiche soluzioni circuitali.
La preparazione dello studente non si baserà, pertanto, sulla capacità di ricordare, a memoria, schemi o formule, ma nella capacità di spiegare le motivazioni che portano a specifiche scelte circuitali e nell’individuarne potenziali limiti.
La prova ha anche l’obiettivo di esercitare lo studente nella presentazione orale delle proprie conoscenze e competenze, con un effetto formativo nell’ambito delle Soft Skills.
Il voto finale è dato dalla somma dei 2 punteggi.
Per superare l’esame è necessario acquisire un punteggio minimo di 18 su 33.
Qualora una delle 2 prove risulti insufficiente o qualora il punteggio totale sia inferiore a 18 è necessario ripetere tutte e 2 le prove.
Il superamento dell’esame è prova dell’aver acquisto la capacità di applicare le conoscenze relative alle tecnologie per l’elaborazione digitale dei segnali e di analizzare il comportamento di circuiti e sistemi elettronici digitali nei diversi ambiti dell’ingegneria dell’informazione.
Il voto finale è dato dalla media (calcolata per eccesso) dei voti ottenuti nelle due prove.
Vista la complessità della materia, viene lasciata allo studente la possibilità di dividere l’esame in due parti distinte, una relativa sistemi di misura, una relativa ai sistemi elettronici digitali.
Per ciò che riguarda la parte relativa ai sistemi elettronici di misura, l’esame consiste in 3 prove scritte, da svolgersi durante lo stesso appello d’esame:
1. Questionario con domande a risposta aperta relativa alla strumentazione di misura (11 punti, tempo a disposizione: 1h 30m)
2. Questionario con domande a risposta multipla o breve sulla programmazione in ambiente NI LabVIEW (11 punti, tempo a disposizione: 45m)
3. Esercizio sul calcolo dell’incertezza di misura (11 punti, tempo a disposizione: 1h)
Complessivamente, le 3 prove permettono di ottenere un massimo di 33 punti. L’esame si ritiene superato se viene raggiunta la sufficienza su tutte le prove e lo studente ottiene un punteggio complessivo di almeno 18 punti. Un punteggio superiore a 30 permette di ottenere la lode.
In nessun caso saranno mantenuti risultati parziali.
Durante la prova non è possibile consultare testi, appunti o altro materiale.
Per motivi organizzativi la lista d'esame si chiude due giorni lavorativi prima della data dell'appello.
Per ciò che riguarda i sistemi elettronici digitali, l’esame è diviso in 2 parti che hanno luogo nello stesso giorno.
• Una prova a quiz (quiz a risposta multipla o soluzioni di esercizi numerici) su tutti gli argomenti trattati nel corso. La prova ha lo scopo di valutare lo studio della materia e la comprensione degli argomenti di base e ha carattere di selezione (lo studente che non mostri una sufficiente conoscenza degli argomenti non è ammesso alle prove successive). Per superare la prova è necessario acquisire almeno 8 punti su 20. Il tempo previsto per la prova è di 60’. Non è consentito consultare testi o utilizzare PC, smart phone, calcolatrici,.. ;
• una prova orale nella quale non sarà valutata tanto l'abilità nel "ripetere" qualche argomento trattato a lezione, quanto la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso. Per superare la prova è necessario acquisire almeno 5 punti su 13. Il superamento della prova è testimonianza dell’aver acquisto la conoscenza dei metodi per l’analisi dei sistemi digitali complessi e delle loro interconnessioni in presenza di vincoli su costo, velocità, occupazione d’area e immunità ai disturbi.
Vista la complessità di molti schemi circuitali, allo studente non è richiesto di saperli ridisegnare a memoria. Lo studente può utilizzare gli schemi visti a lezione e sui quali ha studiato. L’obiettivo dello studio, infatti, non è ricordare a memoria schemi circuitali che, probabilmente, fra pochi anni non saranno più utilizzati, ma avere compreso le motivazioni teoriche, applicative ed economiche che hanno portato alla definizione di quelle specifiche soluzioni circuitali.
La preparazione dello studente non si baserà, pertanto, sulla capacità di ricordare, a memoria, schemi o formule, ma nella capacità di spiegare le motivazioni che portano a specifiche scelte circuitali e nell’individuarne potenziali limiti.
La prova ha anche l’obiettivo di esercitare lo studente nella presentazione orale delle proprie conoscenze e competenze, con un effetto formativo nell’ambito delle Soft Skills.
Il voto finale è dato dalla somma dei 2 punteggi.
Per superare l’esame è necessario acquisire un punteggio minimo di 18 su 33.
Qualora una delle 2 prove risulti insufficiente o qualora il punteggio totale sia inferiore a 18 è necessario ripetere tutte e 2 le prove.
Il superamento dell’esame è prova dell’aver acquisto la capacità di applicare le conoscenze relative alle tecnologie per l’elaborazione digitale dei segnali e di analizzare il comportamento di circuiti e sistemi elettronici digitali nei diversi ambiti dell’ingegneria dell’informazione.
Il voto finale è dato dalla media (calcolata per eccesso) dei voti ottenuti nelle due prove.
Testi
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Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Non esiste un testo che copra tutti gli argomenti del corso.
Per approfondimenti si suggeriscono i seguenti testi:
- G. Iuculano, D. Mirri, “Misure elettroniche”, Ed. CEDAM.
- D. Mirri, “Strumentazione elettronica di misura”, Ed. CEDAM.
- U. Pisani, “Misure elettroniche”, Ed. POLITEKO.
- A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan, “Fondamenti di misure e strumentazione elettronica”, Ed. CLUT.
- M. Norgia, R. Ottoboni, A. Pesatori, C. Svelto, “Misure - Dai fondamenti alla strumentazione”, Ed. Esculapio.
- N. Kularatna, “Digital and Analogue Instrumentation: Testing and Measurement”, IEE.
Altri testi di supporto:
- A. Zanobini, S. Giovannetti, “Incertezza di misura e acquisizione di segnali”, Ed. Esculapio.
- S. Leschiutta, “Misure Elettroniche”, Ed. Pitagora Editrice Bologna.
- G. Iuculano, “Introduzione a probabilità, statistica e processi stocastici nell’Ingegneria e nelle Scienze Fisiche”, Ed. Pitagora Editrice Bologna.
- J. R. Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Ed. Zanichelli.
- A. De Marchi, L. Lo Presti, “Incertezze di misura”, Ed. CLUT.
- G. Colella, "Manuale di metrologia e strumentazione elettronica", Ed. Hoepli.
- A. Ferrero, D. Petri, P. Carbone, M. Catelani, “Modern Measurements: Fundamentals and Applications”, IEEE-Wiley
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Appunti forniti dal docente. Il materiale didattica sarà interamente disponibile prima dell’inizio del corso su classroom.google.it con il codice znc3i6k
Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Non esiste un testo che copra tutti gli argomenti del corso.
Per approfondimenti si suggeriscono i seguenti testi:
- G. Iuculano, D. Mirri, “Misure elettroniche”, Ed. CEDAM.
- D. Mirri, “Strumentazione elettronica di misura”, Ed. CEDAM.
- U. Pisani, “Misure elettroniche”, Ed. POLITEKO.
- A. Carullo, U. Pisani, A. Vallan, “Fondamenti di misure e strumentazione elettronica”, Ed. CLUT.
- M. Norgia, R. Ottoboni, A. Pesatori, C. Svelto, “Misure - Dai fondamenti alla strumentazione”, Ed. Esculapio.
- N. Kularatna, “Digital and Analogue Instrumentation: Testing and Measurement”, IEE.
Altri testi di supporto:
- A. Zanobini, S. Giovannetti, “Incertezza di misura e acquisizione di segnali”, Ed. Esculapio.
- S. Leschiutta, “Misure Elettroniche”, Ed. Pitagora Editrice Bologna.
- G. Iuculano, “Introduzione a probabilità, statistica e processi stocastici nell’Ingegneria e nelle Scienze Fisiche”, Ed. Pitagora Editrice Bologna.
- J. R. Taylor, “Introduzione all’analisi degli errori”, Ed. Zanichelli.
- A. De Marchi, L. Lo Presti, “Incertezze di misura”, Ed. CLUT.
- G. Colella, "Manuale di metrologia e strumentazione elettronica", Ed. Hoepli.
- A. Ferrero, D. Petri, P. Carbone, M. Catelani, “Modern Measurements: Fundamentals and Applications”, IEEE-Wiley
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Appunti forniti dal docente. Il materiale didattica sarà interamente disponibile prima dell’inizio del corso su classroom.google.it con il codice znc3i6k
Contenuti
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Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Il corso prevede 60 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni, così distribuite:
- Introduzione (2.5 ore)
- Incertezza di misura (7.5 ore)
- Multimetro digitale (5 ore)
- Oscilloscopio digitale (10 ore)
- Analizzatore di spettro (10 ore)
- NI LabVIEW (10 ore)
- Esercitazioni di laboratorio (15 ore)
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Il corso prevede 60 ore. Trattando argomenti di base non sono previste esercitazioni di laboratorio.
Introduzione al corso
Riepilogo dei punti fondamentali visti nel corso di Sistemi Elettronici Digitali
Tecnologia dei semiconduttori
Semiconduttori – Diodo - Processi tecnologici di base: ossidazione, fotolitografia, drogaggio, metallizzazione - Considerazioni sui costi della tecnologia del Silicio
Transistore MOS
Fisica del transistore MOS - Tensione di soglia - Caratteristica Ids/Vds - Esempi polarizzazione nMOS Transistore pMOS
Porte logiche statiche
Famiglie logiche (parametri di confronto) – Caratteristiche statica e dinamica - Invertitore CMOS - caratteristica statica - Soglia logica - Dimensionamento simmetrico e ad area minima - Consumo di potenza dinamico - Consumo di potenza di short circuit e leakage - Modellistica connessioni - Resistenze - Capacità - Transitori di commutazione di un invertitore CMOS - Modello switch - Transitori in un NOR CMOS - Confronto NAND-NOR - FCMOS - trend capacità - Switching activity - Statistica dei segnali - Correlazioni tra i segnali - Logiche a rapporto - Logiche differenziali (DCVSL) - Logiche a pass transistor - Problemi nelle logiche a pass transistor. Utilizzo di level restorer - Pass transistor a soglia ridotta - Transfer gate
Cross talk e ground bouncing
Cross talk capacitivo;: cause ed effetti – Differenza tra linee floating e linee pilotate – Ground bouncing: cause ed effetti – Differenza tra stadi interni e stati di uscita – tecniche per la riduzione del ground bouncing.
Porte logiche dinamiche
Cross talk capacitivo – Partitore capacitivo - Logiche dinamiche: Velocità, consumo di potenza, switching activity - Corrente di leakage - Ridistribuzione di carica - Accoppiamento capacitivo - Connessione tra circuiti dinamici - Domino - Riepilogo dei diversi circuiti combinatori
Circuiti sequenziali
Circuiti sequenziali - Temporizzazioni - Registri edge triggered - Level sensitive latchs - Flip-flop - Clock Overlapping - Registri dinamici - Flip flop SR – C2MOS - Temporizzazione e sincronismo - Sistemi sincroni e asincroni temporizzati - Skew - Effetti su prestazioni e funzionalità - Jitter - Effetto su prestazioni - Effetto combinato di skew e jitter - Origine di skew e jitter – Parallelismo e pipeline - Tecniche di distribuzione del clock - Logiche autotemporizzate - Circuiti di "fine operazione" - Replica del ritardo - Segnali di controllo
Relazioni consumo-velocità
Controllo della potenza - Doppie alimentazione e tensione di soglia - Controllo run-time dell'alimentazione
Linee RC e linee di trasmissione
Trend resistenze - Reti RC distribuite - Esempi reti RC distribuite - Linee di trasmissione - Impedenza caratteristica - Onda riflessa ed onda trasmessa - Esempi dettagliati di comportamento in funzione della resistenza di sorgente - Caso reale con circuiti CMOS - Adattamento al carico e alla sorgente - Intervallo del rapporto Rs/Zo
Collaudo dei circuiti integrati
Costo del collaudo - Definizioni - Characterization & production testing - Collaudo parametrico e funzionale - Filosofia del collaudo - Generazione automatica dei vettori di collaudo - Simulazione di guasti - Esempio di controllabilità e osservabilità di un guasto - Generazione casuale - Design For Testability (DFT) - Aspetti economici del DFT - Metodi ad hoc - Scan design - Registri per scan design - Partial Scan - BIST: filosofia, vantaggi e svantaggi - Architettura BIST - Generazione random e pseudorandom - ALFRS - Generazione pesata - Analisi della risposta del circuito - Signature analysis - Stima dell'errore di aliasing - MISR - Procedura di progetto per il BIST – Boundary Scan test: comandi e funzioni
Insegnamento raggruppato: 64405 - SISTEMI ELETTRONICI DI MISURA
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Il corso prevede 60 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni, così distribuite:
- Introduzione (2.5 ore)
- Incertezza di misura (7.5 ore)
- Multimetro digitale (5 ore)
- Oscilloscopio digitale (10 ore)
- Analizzatore di spettro (10 ore)
- NI LabVIEW (10 ore)
- Esercitazioni di laboratorio (15 ore)
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Insegnamento raggruppato: 64417 - ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI (mutua dall'attività formativa ELETTRONICA DEI SISTEMI DIGITALI - 70357 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Il corso prevede 60 ore. Trattando argomenti di base non sono previste esercitazioni di laboratorio.
Introduzione al corso
Riepilogo dei punti fondamentali visti nel corso di Sistemi Elettronici Digitali
Tecnologia dei semiconduttori
Semiconduttori – Diodo - Processi tecnologici di base: ossidazione, fotolitografia, drogaggio, metallizzazione - Considerazioni sui costi della tecnologia del Silicio
Transistore MOS
Fisica del transistore MOS - Tensione di soglia - Caratteristica Ids/Vds - Esempi polarizzazione nMOS Transistore pMOS
Porte logiche statiche
Famiglie logiche (parametri di confronto) – Caratteristiche statica e dinamica - Invertitore CMOS - caratteristica statica - Soglia logica - Dimensionamento simmetrico e ad area minima - Consumo di potenza dinamico - Consumo di potenza di short circuit e leakage - Modellistica connessioni - Resistenze - Capacità - Transitori di commutazione di un invertitore CMOS - Modello switch - Transitori in un NOR CMOS - Confronto NAND-NOR - FCMOS - trend capacità - Switching activity - Statistica dei segnali - Correlazioni tra i segnali - Logiche a rapporto - Logiche differenziali (DCVSL) - Logiche a pass transistor - Problemi nelle logiche a pass transistor. Utilizzo di level restorer - Pass transistor a soglia ridotta - Transfer gate
Cross talk e ground bouncing
Cross talk capacitivo;: cause ed effetti – Differenza tra linee floating e linee pilotate – Ground bouncing: cause ed effetti – Differenza tra stadi interni e stati di uscita – tecniche per la riduzione del ground bouncing.
Porte logiche dinamiche
Cross talk capacitivo – Partitore capacitivo - Logiche dinamiche: Velocità, consumo di potenza, switching activity - Corrente di leakage - Ridistribuzione di carica - Accoppiamento capacitivo - Connessione tra circuiti dinamici - Domino - Riepilogo dei diversi circuiti combinatori
Circuiti sequenziali
Circuiti sequenziali - Temporizzazioni - Registri edge triggered - Level sensitive latchs - Flip-flop - Clock Overlapping - Registri dinamici - Flip flop SR – C2MOS - Temporizzazione e sincronismo - Sistemi sincroni e asincroni temporizzati - Skew - Effetti su prestazioni e funzionalità - Jitter - Effetto su prestazioni - Effetto combinato di skew e jitter - Origine di skew e jitter – Parallelismo e pipeline - Tecniche di distribuzione del clock - Logiche autotemporizzate - Circuiti di "fine operazione" - Replica del ritardo - Segnali di controllo
Relazioni consumo-velocità
Controllo della potenza - Doppie alimentazione e tensione di soglia - Controllo run-time dell'alimentazione
Linee RC e linee di trasmissione
Trend resistenze - Reti RC distribuite - Esempi reti RC distribuite - Linee di trasmissione - Impedenza caratteristica - Onda riflessa ed onda trasmessa - Esempi dettagliati di comportamento in funzione della resistenza di sorgente - Caso reale con circuiti CMOS - Adattamento al carico e alla sorgente - Intervallo del rapporto Rs/Zo
Collaudo dei circuiti integrati
Costo del collaudo - Definizioni - Characterization & production testing - Collaudo parametrico e funzionale - Filosofia del collaudo - Generazione automatica dei vettori di collaudo - Simulazione di guasti - Esempio di controllabilità e osservabilità di un guasto - Generazione casuale - Design For Testability (DFT) - Aspetti economici del DFT - Metodi ad hoc - Scan design - Registri per scan design - Partial Scan - BIST: filosofia, vantaggi e svantaggi - Architettura BIST - Generazione random e pseudorandom - ALFRS - Generazione pesata - Analisi della risposta del circuito - Signature analysis - Stima dell'errore di aliasing - MISR - Procedura di progetto per il BIST – Boundary Scan test: comandi e funzioni
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
3 anni
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