Conoscenza di base di elettronica, transistor ed amplificatori operazionali, conoscenza di elementi di elettronica digitale

L’obiettivo del corso è introdurre gli studenti all’elettronica digitale ed alle nuove tecnologie digitali per l’acquisizione dei dati. Il corso mira allinsegnamento del linguaggio di programmazione VHDL per le logiche programmabili.

Conoscenze e comprensione. Possedere una solida preparazione con un ampio spettro di conoscenze di base sull’elettronica digitale e sui bus di dati.  

Capacità di applicare conoscenze e comprensione: essere in grado di analizzare e risolvere problemi di moderata difficoltà, essere capaci di leggere e comprendere, in modo autonomo, testi di base sull’elettronica digitale. Capacità di utilizzare la scheda arduino.

Autonomia di giudizio. L’esposizione dei contenuti e delle argomentazioni sarà svolta in modo da migliorare la capacità dello studente di riconoscere analizzare situazioni anche elaborate relativa alla progettazione di circuiti digitali e acquisizione dati.

Abilità comunicative. La presentazione degli argomenti sarà svolta in modo da consentire l’acquisizione di una buona capacità di comunicare problemi, idee e soluzioni riguardanti l’elettronica digitale di base.

Capacità di apprendimento. Saranno indicati argomenti da approfondire, strettamente correlati con l’insegnamento, al fine di stimolare la capacità di apprendimento autonomo dello studente.

Il corso prevede lezioni frontali suddivise in due parti: una parte dedicata agli elementi di elettronica digitale ed una parte dedicata alla introduzione del linguaggio VHDL e all'utilizzo del simulatore VHDL per un totale di 28 ore

Laboratori: sono previste 36 ore di laboratorio (12 ore suddivise in 3 pomeriggi per ogni esperienza). Le prime 2 saranno indicate dal docente mentre la terza potrà essere proposta dai gruppi. 

Gli studenti saranno valutati durante le esercitazioni e mediante una prova orale finale basata sulle relazioni relative alle esperienze svolte

Introduzione del corso

Richiami su Dispositivi a Semiconduttore

La fisica sperimentale degli anni '60, lo standard NIM (Nuclear Instrument Module)

La necessità di un BUS dati, Standard CAMAC

Standard CAMAC con esempi

Lo standard VME

Cenni ad altri standard: FastBUS, FutureBUS, PCI

Integrazione dell'elettronica su Single Chip, l'uso delle logiche programmabili, PAL, PLD, FPGA

La necessità di un linguaggio per la programmazione e la simulazione

Il VHDL, concetti base

VHDL, esempi vari

VHDL, contatore Johnson e "testbench"

VHDL, esempio stopwatch

VHDL, stopwatch nel dettaglio

VHDL, file ucf e sintesi/simulazione

 

 

Esercitazione 1 - Frequenzimetro: scrittura codice

Esercitazione 2 - Frequenzimetro: simulazione codice

Esercitazione 3 - Frequenzimetro: realizzazione e verifica circuito su sceda millefori

 

Esercitazione 4 - Modulo di coincidenza: scrittura codice
Esercitazione 5 - Modulo di coincidenza: simulazione codice

Esercitazione 6 - Modulo di coincidenza: realizzazione e verifica circuito su sceda millefori

 

Esercitazione 7 - UART: scrittura codice

Esercitazione 8 - UART: simulazione codice

Esercitazione 9 - UART: realizzazione e verifica circuito su sceda millefori

“Sistemi Embedded” C. Brandolese, W. Fornaciari – Pearson

XILINX WebPAck e ISE Design Suite for Windows 10