Oggetto:

Elettronica digitale

Oggetto:

Anno accademico 2009/2010

Codice dell'attività didattica

MFN0847

Docente

Prof. Antonino Grasso (Titolare del corso)

Corso di studi

008510-104 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica delle Tecnologie Avanzate
008510-105 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Generale

Anno

1° anno

Periodo didattico

Secondo periodo didattico

Tipologia

B=Caratterizzante

Crediti/Valenza

SSD dell'attività didattica

FIS/01 - fisica sperimentale

Oggetto:

Il corso permette di approfondire le conoscenze per lanalisi, la sintesi e la realizzazione di sistemi elettronici avanzati, analogici e digitali.

The course allows to increase the knowledge on analysis, synthesis and realization of analog and digital advanced electronic systems.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Italiano
English

Lo studente sara' in grado di disegnare circuiti analogici attivi(in particolare filtri attivi), utilizzando amplificatori operazionali, resistori e condensatori.
Inoltre sara' in grado di disegnare circuiti digitali sequenziali sincroni, tipo microcontrollori e microprocessori,
da utilizzare sia nella ricerca in fisica che nell'industria.

The student will be able to design active analog circuits( in
particular active filters), using operational amplifiers, condensators and resistors.
Moreover he will be able to design synchronous digital sequential circuits, as microcontrollers and microprocessors, applicable to physics research and industry.

Oggetto:

Programma

italiano
english

ELABORAZIONE ANALOGICA DEI SEGNALI

-SINTESI DI CIRCUITI ELETTRONICI(richiami):

FILTRI ATTIVI

Approssimazione di:

-Butterworth;

-Chebyshev;

-inversa di Chebyshev;

-Cauer;

-Bessel.

Filtri

PASSA BASSO;

PASSA ALTO;

PASSA BANDA;

ELIMINA BANDA;

PASSA TUTTO.

Altri Metodi di Implementazione dei

Filtri con Amplificatori

Operazionali, R e C.

ELABORAZIONE DIGITALE DEI SEGNALI

-CIRCUITI SEQUENZIALI

.Disegno di circuiti sequenziali;

.Rappresentazione di circuiti digitali in VHDL;

.Registri;

.Registri a scorrimento(shift);

.Contatori.

-MEMORIE (richiami)

.RAM;

.FIFO;

.ROM.

-DATI E TRASFERIMENTO TRA REGISTRI

.Dati e operazioni;

.Operazioni di trasferimento tra registri;

.Operazioni di trasferimento registro-memoria;

.Microoperazioni:aritmetiche, Logiche, di shift;

.Arithmetic Logic Unit(ALU);

.Microoperazioni ‘Pipelined’.

-UNITA’ DI CONTROLLO

.Algorithm State Machine(ASM);

.Controllo Hardwired:

-registro e decoder;

-un FF per stato;

-rappresentazione in VHDL;

.Controllo microprogrammato.

-INSIEME DELLE ISTRUZIONI DEL COMPUTER

.Concetti di architettura dei computers;

.Modi di indirizzamento dell’operando;

.Architettura dell’insieme delle istruzioni;

.Struttura delle interruzioni del computer.

-DISEGNO DELLA CENTRAL PROCESSING UNIT(CPU)

.Il computer CISC(Complex Instructions Set

Computer);

.Set di istruzioni;

.Modi di indirizzamento dell’operando;

.Organizzazione dell’elaboratore dei dati;

.Organizzazione del controllo microprogrammato;

.Struttura del microprogramma;

.Il computer RISC(Reduced Instructions Set

Computer);

.Set di istruzioni;

.Modi di indirizzamento dell’operando;

.Organizzazione dell’elaborazione dei dati.

-INGRESSO-USCITA(I/O) E COMUNICAZIONE

.Semplici periferiche:

-Tastiera;

-Hard Disk;

-Display Grafico;

-Interfaccia di I/O;

-BUS di I/O;

-Comunicazione seriale:

.Asincrona;

.Sincrona;

.Interruzione e priorita’;

.Accesso Diretto alla Memoria(DMA).

-BUS STANDARD(VME) E INTERFACCIAMENTO.

-SISTEMI DI ACQUISIZIONE DATI.

-TRASFORMATA Z, TEOREMA DEL CAMPIONAMENTO ED

INTRODUZIONE AI FILTRI DIGITALI FIR e IIR.

ANALOG SIGNAL PROCESSING(ASP)

-ELECTRONIC CIRCUIT SYNTHESIS(notes):

ACTIVE FILTER APPROXIMATIONS

-Butterworth Approximation;

-Chebyshev Approximation;

-Inverse Chebyshev Approximation;

-Cauer Approximation;

-Bessel Approximation.

FILTERS

LOW PASS;

HIGH PASS;

BAND PASS;

BAND REJECT;

ALL PASS.

Filter Implementation Using Operational

Amplifiers, R and C.

DIGITAL SIGNAL PROCESSING(DSP)

-SEQUENTIAL CIRCUITS

.Sequential Circuit Design;

.VHDL Digital Circuit Representation;

.Registers;

.Shift Registers;

.Counters.

-MEMORIES

.RAM;

.FIFO;

.ROM.

-REGISTERS AND DATA TRANSFER

.Operations and Data;

.Register-Register Transfer Microoperations;

.Register-Memory Transfer Microoperations;

.Arithmetic, Logic and Shift Microoperations;

.Arithmetic Logic Unit(ALU);

.Pipelined Microoperations.

-CONTROL UNIT

.Algorithm State Machine(ASM);

.Hardwired Control:

-register and decoder;

-one FF per state;

-VHDL Representation;

.Microprogrammed Control.

-INSTRUCTION SET

.Computer Architecture Concepts;

.Operand Addressing Mode;

.Instruction Set Architecture;

.Computer Interrupt Structure.

-CENTRAL PROCESSING UNIT(CPU) DESIGN

.CISC(Complex Instructions Set

Computer);

.Instruction Set;

.Operand Addressing Mode;

.Data Processing Organization;

.Microprogrammed Control Organization;

.Microprogram Structure;

.RISC(Reduced Instructions Set

Computer);

.Instruction Set;

.Operand Addressing Mode;

.Data Processing Organization;

-INPUT-OUTPUT(I/O) AND COMUNICATIONS

.Simple periferals:

-Keyboard;

-Hard Disk;

-Graphical Display;

-I/O Interface;

-I/O BUS;

-Serial Communication:

.Asynchronous;

.Synchronous;

.Priority and Interrupt;

.Direct Memory Access(DMA).

-BUS STANDARD(VME) AND INTERFACING.

-DATA ACQUISITION SYSTEMS.

- Z-TRANSFORM, SAMPLING THEOREM AND INTRODUCTION

TO THE FIR AND IIR DIGITAL FILTERS

Descrizione

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Italiano
English

Appunti del docente disponibili in rete previa registrazione.
Per approfondire sono consigliati i seguenti libri:
Mano - Logic and Computer Design Fundamentals.

Teacher's notes available on the web, previous registration.
To study in depth:
Mano - Logic and Computer Design Fundamentals.

Oggetto: