Insegnamento obbligatorio per la laurea triennale in Ingegneria Elettronica, collocato al secondo periodo didattico del III anno. L'insegnamento e' focalizzato sugli argomenti base dell'Elettronica Digitale, affrontando e approfondendo le varie tematiche legate al progetto di circuiti digitali. Sono studiati gli aspetti piu' importanti dei sistemi digitali, partendo dalle considerazioni di base sui circuiti elementari fino all'analisi dei sistemi complessi di elaborazione. Le competenze acquisite in questo modulo rappresenteranno la base solida per i corsi successivi di approfondimento del mondo dell'Elettronica Digitale.

- Conoscenze dei vari tipi di circuiti digitali combinatori e delle tecniche di - sintesi efficienti; capacita' di analisi e di progetto dei vari circuiti;
- Conoscenze dei vari tipi di circuiti digitali sequenziali semplici e complessi e delle tecniche di sintesi corrispondenti; capacita' di analisi e progetto di circuiti sequenziali e scelta dei componenti.
- Conoscenze dei linguaggi di descrizione dell'hardware (VHDL) e del loro uso per la descrizione e la sintesi di sistemi digitali complessi.
- Conoscenze delle principali tecnologie realizzative di circuiti digitali complessi, con particolare enfasi sui circuiti programmabili.
- Conoscenze delle diverse tipologie di memorie, della loro architettura e del loro uso nei sistemi di elaborazione.
- Conoscenze delle architetture dei microcontrollori e del loro uso nell'ambito di sistemi digitali complessi

Algebra di Boole; Porte logiche elementari sia a livello combinatorio che sequenziale; concetto di Macchine a Stati Finiti; conoscenze elementari sulle architetture degli elaboratori e sulla loro programmazione a livello Assembler.

Argomenti trattati nelle lezioni e relativo peso in crediti:
- Circuiti combinatori: tecniche di sintesi di circuiti base e circuiti aritmetici (1cr)
- Circuiti sequenziali: sintesi di FSM elementari e sistemi di controllo complesso (ASM chart) (1cr)
- Linguaggi di descrizione dell'hardware (VHDL): concetti e strutture dati per la descrizione di architetture complesse (2cr)
- Memorie: circuiti, architettura ed applicazioni nei sistemi di elaborazione (0.5cr)
- Microcontrollori: architettura interna, modello di programmazione e di uso, periferiche (3.5cr)

Le esercitazioni in aula riguardano piccoli progetti, relativi a quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. E' richiesto l'uso di calcolatrici scientifiche (personali).
Le esercitazioni sperimentali di laboratorio comprendono lo sviluppo, la sintesi e la realizzazione di progetti digitali descritti mediante il linguaggio VHDL, nonche' relativi all'uso di microcontrollori. Per l'esecuzione delle esercitazioni sperimentali sono disponibili delle schede basate su FPGA e microcontrollori su cui lo studente realizzera' e verifichera' i circuiti progettati. Il numero di esercitazioni previste e' 10 e sono condotte in laboratorio da gruppi di 2 o 3 studenti. Il lavoro prevede la realizzazione di homework propedeutici al laboratorio stesso (di norma definiti una settimana prima del laboratorio) durante i quali gli studenti prepareranno il progetto richiesto di volta in volta e che verificheranno durante le sessioni di laboratorio. Ogni laboratorio richiede la redazione di una relazione che concorrera' al conseguimento del voto finale.

I testi di riferimento che coprono la quasi totalita' del corso sono:

"Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design (Third Edition)" di Stephen Brown e Zvonko Vranesic , Mc Graw Hill

"Introduction to Embedded Systems - Interfacing to the Freescale 9S12" di W. Valvano, CENGAGE learning

Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi di scritti d'esame ed un eserciziario nonche' i manuali per le esercitazioni di laboratorio. Tutto il materiale didattico e' scaricabile attraverso il portale della didattica.

L'esame consiste in una prova scritta e una prova orale. Lo scritto comprende esercizi di progetto sui temi indicati a lezione ed ogni esercizio e' articolato su piu' domande. In particolare verranno proposti tre esercizi:
- un esercizio riepilogativo sui sistemi digitali complessi;
- un esercizio specifico su argomenti di base dei sistemi digitali;
- un esercizio riepilogativo sui sistemi a microcontrollore.
Il tempo assegnato per la soluzione e' di 4 ore e per superare lo scritto occorre conseguire almeno una valutazione sufficiente in entrambi gli esercizi riepilogativi.
L'orale ha una durata di 20-30 minuti e riguarda tutti gli argomenti trattati a lezione e nei laboratori. Il voto finale e' una media pesata della valutazione dello scritto, dell'orale e delle relazioni di laboratorio secondo la seguente formula

Voto_finale = Coefficiente_orale x (0.95 x Voto_Scritto + 0.25 x Voto_Laboratorio – 4)