The course is taught in Italian.

L’insegnamento fa parte dell’l’orientamento Sistemi Elettronici e dell’orientamento Microelectronics. È collocato al II periodo didattico del I anno .
Si propone di fornire le basi per la progettazione di sistemi microlettronici digitali, dal dispositivo elementare fino al blocco funzionale di media complessità, analizzando le tematiche ed i problemi delle varie fasi di progetto e sviluppo di un circuito integrato digitale e gli strumenti CAD di ausilio al progetto stesso.

 Conoscenza del comportamento del dispositivo MOS in presenza degli effetti di canale corto e di saturazione di velocità
 Capacità di derivare un modello semplificato del dispositivo in regime di commutazione a partire da simulazioni o misure.
 Conoscenza delle caratteristiche statiche, dinamiche e di potenza dell’invertitore logico. Capacità di determinare tali caratteristiche a partire da modelli semplificati dei dispositivi.
 Conoscenza degli strumenti di descrizione di un circuito a livello schematico e della caratteristiche degli strumenti di simulazione. Capacità di utilizzare strumenti commerciali per descrivere a simulare a livello elettrico semplici circuiti digitali.
 Conoscenza dei processi di base CMOS bulk ed SOI e degli strumenti di descrizione a livello di layout. Maschere e regole di progetto. Capacità di realizzare layout di semplici circuiti, di verificarli a livello di regole di progetto e a livello di confronto con la descrizione schematica.
 Conoscenza delle strutture logiche CMOS complementari, pseudo nMOS, a transmission gate e dinamiche.
 Capacità di sintetizzare la descrizione schematica di porte elementari e di valutare il loro ritardo a partire dalla descrizione funzionale.
 Conoscenza delle metodologie elementari di dimensionamento delle porte logiche in un circuito complesso per l’ottimizzazione dei ritardi. Capacità di applicare tali metodologie per l’ottimizzazione di un singolo cammino critico di circuiti reali.
 Conoscenza dei moduli di memorie elementari e delle strutture di memoria organizzate. Capacità di analizzare e simulare il comportamento di una memoria RAM

Conoscenza dei modelli elementari per ampio segnale di transistori MOS e BJT. Capacità di utilizzarli per l’analisi di circuiti con singolo dispositivo
Conoscenza del comportamento elettrico in regime transitorio di reti RC.
Conoscenza delle porte logiche elementari, dei parametri elettrici fondamentali, dell’algebra di Boole e delle metodologie di sintesi logica di base

Modelli di dispositivi per applicazioni digitali 4h
Processi di fabbricazione e interfaccie con progettista 4h
Invertitore logico 6h
Logica statica e dimensionamento multistadio 12h
Ottimizzaione dei ritardi 6h
Logiche a transmission gate e dinamiche 8h
Interconnessioni e packaging 6h
Latches e registri sttatici e dinamici 6h
Strutture di memoria ROM e RAM 8h

Saranno svolte 5 o 6 esercitazione di laboratorio con workstation e CAD dedicato per il progetto a livello schematico e di layout di semplici blocchi di circuiti integrati in tecnologia CMOS. Le esercitazioni saranno svolte a gruppi di 3-4 persone che al termine di ognuna dovranno presentare una relazione. La media dei voti delle relazioni costituirà il voto di laboratorio eguale per tutti i membri del gruppo.

Oltre ai lucidi delle lezioni, disponibili sul Portale della Didattica il testo di riferimento del corso è " Digital Integrated Circuits", di J. Rabaey. A. Chandrakasan, B. Nikolic, Prentice Hall Ed.

L’esame finale è scritto ed orale. La parte scritta verterà prevalentemente sullo svolgimento di esercizi mentre l’orale verificherà l’apprendimento della parte teorica. La valutazione finale sarà una media pesata dell’esame (84%) e del voto di laboratorio (16%).