The course is taught in Italian.


Nel modulo vengono analizzate alcune delle principali tecnologie per il trattamento dei segnali digitali. Partendo dallo studio delle soluzioni hardware e software disponibili per la realizzazione dei moderni sistemi di elaborazione del segnale digitale, saranno introdotte alcune semplici metodologie di progetto. Sarà poi presentata, sotto forma di caso di studio, la struttura architetturale di un sistema completo di elaborazione del segnale digitale (come per esempio Set Top Box), descrivendone sia gli aspetti funzionali che la realizzazione. Saranno infine illustrate alcune delle più importanti tecnologie per l'acquisizione di immagini e la visualizzazione.

Il corso fornisce conoscenze specifiche del settore elettronico digitale che permetteranno allo studente di comprendere il funzionamento dei moderni sistemi elettronici per la trasmissione, elaborazione e riproduzione di segnali immagine e video, identificarne le parti principali e valutarne le caratteristiche fondamentali. Tali conoscenze permetteranno anche di progettare semplici sistemi hardware e software. Le conoscenze fornite da questo corso possono essere suddivise in tre specifici domini:
1) Conoscenze sulla organizzazione di un sistema elettronico complesso per il trattamento del segnale digitale
2) Conoscenze su alcune tecnologie per l'acquisizione e visualizzazione di immagini e sequenze video
3) Conoscenze sulle metodologie di progetto hardware (digitale) e software

Sono necessarie conoscenze di base di elettronica digitale, informatica (con riferimento in particolare alle tecniche generali di programmazione), teoria dei segnali e comunicazioni elettriche.

Lezioni
1. Architetture di microprocessori per applicazioni multimediali di tipo embedded (10 ore)
a) Processori RISC
- Descrizione di sistemi a microprocessore
- Caratteristiche dei processori RISC
- Esempi e caratteristiche di processori RISC commerciali (56000, ARM, MIPS, ')
b) DSP e Proc essori VLIW
- Caratteristiche dei DSP e dei processori VLIW
- Esempi e caratteristiche di DSP e processori VLIW commerciali (Analog Device, Texas Instruments, ')
2. Architetture integrate e acceleratori hardware (10 ore)
a) Progetto RTL
- Blocchi elementari combinatori (sommatori, moltiplicatori, multiplexer, comparatori, shifter): complessità e ritardo.
- Blocchi elementari sequenziali (registri e memorie): complessità e ritardo
- Esempio il filtro FIR
b) Progettazione integrata moderna (cenni)
- VHDL
- Flusso di progetto
- Problematiche
3. Diffusione del segnale televisivo digitale. (10 ore)
a) Descrizione generale di Set Top Box:
- Differenze tra sistemi televisivi analogici e digitali
- Schema a blocchi di un generico sistema per ricezione e decodifica del segnale video digitale.
b) Descrizione e analisi della complessità dei blocchi specifici:
- MPEG-2, H.264, ...
- OFDM
- Codifica di canale
c) Principali standard per sistemi televisivi digitali satellitari (DVB-S), terrestri (DVB-T) e via cavo (DVB-C):
- Descrizione delle caratteristiche principali
- Similitudini e differenze
- Soluzioni commerciali ed esempi
4. Sensori e display (10 ore)
a) Sensori per immagini
- Sensori CCD
- Sensori CMOS
- Sensori a colori
b) Display
- LCD
- TFT

Laboratorio e esercitazione (30 ore)
1. Dimensionamento di un sistema per ricezione, decodifica o elaborazione del segnale video digitale
2. Sviluppo di casi di studio:
a. Descrizione e formalizzazione dei casi di studio
b. Descrizione di semplici ambienti di simulazione/emulazione per microprocessori
c. Sviluppo e simulazione di semplici programmi assembly

' D. A. Patterson, J. L. Hennessy 'Computer organization and Design ' The Hardware/Software interface' 3a edizione, Elsevier
' Articoli e materiale forniti dal docente

La verifica dell'apprendimento si compone di due parti:
la prima consiste in uno scritto con domande e semplici problemi che coprono l'intero programma;
la seconda è un colloquio durante il quale saranno discusse le attività di laboratorio e le risposte fornite nella prova scritta.