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Università degli Studi di Milano
Facoltà di Matematica, Fisica e Scienze Naturali

Dipartimento di Informatica (DI)


Website del corso di
 

Architetture Digitali
Corso di laurea magistrale in Informatica

 

Prof. Federico Pedersini



AVVISI


Il corso è disattivato dall'anno accademico 2014/15.



Obiettivo del corso

Obiettivo del corso è fornire allo studente strumenti metodologici e tecnologici impiegati nella sintesi di architetture digitali ad-hoc. Particolare attenzione viene dedicata alla progettazione di sistemi “embedded” ed alle architetture per l'elaborazione di segnali.

Programma
d'esame
Materiale didattico

 
    Linguaggi di descrizione hardware

    Reti di sensori:


    Progetti RTL con LOGISIM (scarica Logisim):

Modalità d'esame
  
L'esame può essere sostenuto seguendo due modalità alternative:
  • Prova orale
    Interrogazione orale, volta a valutare la conoscenza e la comprensione degli agomenti del corso nonché la capacità di impostazione di un progetto di architetture digitali. Tale modalità, richiedendo un impegno temporale minore che per un progetto, permette di conseguire votazioni minori.

  • Progetto
    Ad integrazione o in sostituzione della prova orale (dipende dal progetto...), si sviluppa un progetto concordato con il docente, a scelta tra quelli proposti di seguito oppure proposto dallo studente stesso. Il lavoro si conclude con una dimostrazione pratica di funzionamento ed una relazione descrittiva del progetto. Tale modalità richiede, di norma, un impegno temporale maggiore ma permette di raggiungere il massimo dei voti.
Alcune proposte
di progetto
  • Fotocamera digitale su FPGA
    Progetto di un sistema di acquisizione di immagini mediante un sensore CMOS collegato ad un sistema di sviluppo basato su FPGA. Il progetto prevede una piccola parte di implementazione hardware (collegamento del sensore al sistema FPGA) e lo sviluppo su FPGA in linguaggio VHDL.

  • Controllo accessi con tecnologia RFID
    Realizzazione di un sistema di riconoscimento RFID (RFID tag + reader) e gestione di un sistema embedded per il controllo di accessi (ad es. al laboratorio di Architetture Digitali). Il progetto prevede una piccola parte di implementazione hardware (collegamento del lettore RFID al sistema) e lo sviluppo della centrale di controllo, basata su sistema a microcontrollore o, al limite, su PC.

  • Qualità dell'aria al DSI
    Realizzazione di un sistema embedded per l'acquisizione di dati ambientali (concentrazione di alcuni inquinanti, ...) e la comunicazione ad una stazione (PC) di registrazione (logging) e presentazione (ad es. su pagina web), in maniera simile al progetto: meteo@DI.

  • Oppure...
    ...proponete voi un progetto interessante o che vi piacerebbe realizzare! Se prevede l'impiego di strumenti progettuali attinenti al corso, come l'utilizzo di FPGA, di schede a microcontrollore o di altre architetture particolari (Wiimote, robots, ecc.), va altrettanto bene. Potete trovare un'ispirazione o idee interessanti anche su:



Argomenti delle lezioni  –  a.a. 2013/14

Lezione

 Argomento

1 (2/10/13)
 Introduzione al corso. Richiami di elettronica digitale. Il transistore MOS. Tecnologia CMOS.
2 (4/10)
 Ritardi, data races, fan-in/fan-out. Sintesi combinatoria: metodo di Quine-McCluskey.
3 (9/10)
 Circuiti sequenziali: sintesi di FSM sincrone. Algoritmo di minimizzazione di Paull-Unger.
4 (11/10)
 FSM asincrone: modi impulsivo e fondamentale. Sintesi di FSM asincrone a impulsi. Esempi di sintesi.
5 (16/10)
 Rappresentazione Register-Transfer-Level. Sintesi RTL: approccio datapath/controllore.
6 (18/10)
 Esempi di progetto datapath/controllore.
 7 (1/11)
 VHDL: introduzione, approccio progettuale, struttura FPGA, struttura del codice.
8 (8/11)
 VHDL: gli oggetti VHDL, tipi di dato, conversioni di tipo.
9 (13/11)
 VHDL: costanti, variabili e segnali. Entity e Architecture. Operatori. Attributes.
10 (20/11)
 VHDL: codice concorrente. Codice sequenziale: i processi.
11 (22/11)
 VHDL: sincronizzazione. Controllo di flusso. Funzioni e procedure. Approccio strutturale.
12 (27/11)
 VHDL: Librerie e packages. Istanziazione e configurazione. Livelli di simulazione.
13 (29/11)
 VHDL: Progetto del banco di test. Utilizzo di files. Esempi di progetto.
14 (4/12)
 VHDL: Esempi di progetto.
15 (6/12)
 I processori nei sistemi embedded: GPP e ASP. Digital Signal Processors (DSP).
16 (11/12)
 Digital Signal Processors (DSP); Microcontrollers (MCU); Network processors.
17 (13/12)
 Testing di sistemi embedded: boundary scan (JTAG). Gestione di segnali analogici.
18 (18/12)
 Trasformata di Fourier. Teorema del campionamento.
 Quantizzazione. Potenza e spettro del rumore di quantizzazione. THD, SNRq e risoluzione.
19 (20/12)
 Esercizi di dimensionamento di ADC. Cenni di elettronica analogica: R,L,C
20 (8/1/14)
 L'amplificatore operazionale. Conversione D/A. Conversione A/D: a rampa.
21 (10/1)
 Schemi di conversione A/D: SAR, flash, pipeline, ∑∆. Scelta e dimensionamento.


Author: Federico Pedersini
Ultima modifica: 9 ottobre 2013