28011 - RETI LOGICHE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Conoscenza di modelli e metodologie di progetto dei sistemi digitali. Conoscenza dei metodi di analisi e di sintesi di reti combinatorie e di reti sequenziali asincrone e sincrone.

Contenuti

Il corso si tiene nel secondo semestre, da Febbraio a Giugno.

1. Livelli di progettazione di una macchina digitale: struttura e comportamento. Classificazione dei segnali. Reti di interruttori. Gate elementari.  
   
2. Rappresentazione binaria dell'informazione. Proprietà dei codici. Codifica dei testi e dei numeri. Classificazione delle macchine digitali in combinatorie e sequenziali.
   
3. La rete logica combinatoria. Funzioni, tabelle della verità e schemi logici. Algebra di commutazione: operazioni, espressioni e teoremi di equivalenza. Sintesi ed analisi con espressioni canoniche e con espressioni generali. Reti combinatorie reali: comportamento in transitorio ed a regime.
4. Mappe di Karnaugh. Sintesi con espressioni minime.
5. Reti combinatorie notevoli: decoder e multiplexer. Sintesi tramite decoder e OR. Teorema di espansione di Shannon e sintesi tramite multiplexer. Reti programmabili. ROM come reti programmabili per la sintesi combinatoria. Amplificatore a tre stati.
6. Aritmetica binaria tra numeri senza segno e con segno. Rappresentazione in complemento a 2. Half adder, full adder, e adder a n bit. Unità logico-aritmetica (ALU).
7. La rete logica sequenziale asincrona come rete combinatoria con retroazioni dirette. Comportamenti ottenibili, vincoli di corretto impiego e tecniche per l'eliminazione a priori dei malfunzionamenti. Il modello della macchina a stati finiti: la descrizione del comportamento tramite grafo degli stati e tramite tabella di flusso. Metodi di sintesi e analisi di reti asincrone.
8. Reti sequenziali asincrone notevoli per realizzare memorie binarie: latch e flip-flop.
   
9. La rete logica sequenziale sincrona come rete combinatoria con retroazioni a flip-flop. Progetto del periodo del segnale di clock. Metodo di sintesi formale per reti con flip-flop di tipo D.
10. Reti sincrone notevoli: registri, registri a scorrimento, contatori. Esempi di sintesi di reti sequenziali sincrone contenenti registri, contatori e registri a scorrimento senza l'ausili di diagrammi degli stati.

Testi/Bibliografia

Il materiale di riferimento sono i lucidi resi disponibili sul sito del corso.

Per eventuali approfondimenti, lo studente può consultare:

• R. Laschi, M. Prandini: “Reti Logiche”, Esculapio, 2007

• M. Morris Mano, Charles R. Kime, «Reti Logiche», Prentice Hall, 2008
• S.L. Harris, D.M. Harris, “Sistemi digitali e architettura dei calcolatori”, Zanichelli, 2017

Metodi didattici

Lezioni frontali.

Progettazione di reti notevoli in piccoli gruppi.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite AlmaEsami, nel rispetto inderogabile delle scadenze previste.

La prova d'esame mira a verificare il raggiungimento dei seguenti obiettivi formativi:

• conoscenza approfondita dei principi su cui si basa la progettazione logica delle macchine digitali;

• padronanza e capacità di concreta applicazione delle metodologie di progetto orientate all'analisi e alla sintesi di reti combinatorie e di reti sequenziali.

Gli studenti verranno valutati in base allo svolgimento di una prova scritta sull'intero programma del corso della durata di tre ore. Durante lo svolgimento della prova scritta non è possibile consultare materiale didattico in nessuna forma.

Si terranno appelli nei mesi di giugno, luglio, settembre, gennaio e febbraio.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni in aula vengono svolte con l'ausilio di un proiettore di diapositive (di cui è possibile preventivamente procurarsi copia accedendo al sito del corso su Virtuale), in modo da consentire allo Studente di concentrarsi sui contenuti esposti piuttosto che sulla stesura di appunti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Samuele Salti