Insegnamento dell’orientamento "Sistemi Embedded" per la Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica (Computer Engineering), collocato al I pd del II anno. In questo corso vengono approfonditi gli argomenti legati alla progettazione automatica di sistemi embedded a basso consumo, con particolare enfasi sugli aspetti hardware.

- Conoscenza delle principali non idealità dei sistemi digitali dovute allo scalamento tecnologico;
- Conoscenza delle problematiche di tipo energetico dei moderni sistemi embedded;
- Capacità di analisi delle sorgenti di consumo energetico e capacità di progetto di soluzioni per la corrispondenze riduzione del consumo.
- Valutazione quantitativa dell’efficacia delle soluzioni di progetto;
- Conoscenza delle caratteristiche fondamentali di sistemi di alimentazione non fissi quali batterie, celle a combustibile, celle fotovoltaiche o soluzioni basate su scavenging.
- Capacità di progettazione del sistema di alimentazione per un sistema embedded

E’ richiesta la conoscenza della programmazione C/C++ avanzata, dell’ambiente base Matlab/Simulink e della teoria e pratica degli algoritmi. Sono richieste inoltre conoscenze di base di matematica, statistica, elettronica digitale, reti logiche ed architettura dei calcolatori.

- Trend tecnologici ed architetturali e relative implicazioni energetiche [0.5 CFU]
o caratterizzazione delle varie sorgenti del consumo di potenza e loro interazione con altre metriche
- Gestione dell'energia in sistemi mobili [2 CFU]
o Dynamic power management (DPM); concetti e implementazioni: shutdown, voltage/frequency scaling, threshold voltage scaling e relative analisi quantitative;
o Applicazioni del dynamic power management ai vari componenti di un sistema mobile e relative specificità;
o Altre soluzioni non basate su DPM: compressione e codifica dell’informazione;
o Compromesso "qualita'"/potenza: soluzioni per sistemi tolleranti agli errori basate su approssimazione.
- Generazione ed immagazzinamento dell'energia: [1.5 CFU]
o Immagazzinamento: batterie, celle a combustibile, celle fotovoltaiche e relazioni con i problemi legati alla gestione dell'energia;
o Generazione: soluzioni di energy scavenging e relative specificità;
o Conversione: tipi di convertitori e loro efficienza energetica
o Simulazione e progetto di sistemi di distribuzione dell’energia per sistemi embedded;

Le esercitazioni sperimentali di laboratorio consistono nell’implementazione delle tecniche viste a lezione usando Matlab/Simulink oppure SystemC. Sono previste 6 esercitazioni sperimentali per un totale di 2 CFU.

I laboratori sperimentali sono svolti in aula durante le ore di lezione usando i PC personali degli studenti.

Non e’ previsto un testo di riferimento.
Saranno disponibili su web copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, materiale didattico aggiuntivo (articoli, link a siti web, software da utilizzare in laboratorio e relativi manuali).

L’esame consiste di due parti.
La prima parte consiste in una prova scritta che comprende sia esercizi numerici di progetto relativi agli argomenti principali del corso, sia domande a risposta aperta di carattere piu’ teorico. Il tempo assegnato per la soluzione è di 2 ore, ed il voto massimo ottenibile e’ di 24 punti.
La seconda parte consiste nella valutazione delle sei esercitazioni di laboratorio, ognuna delle quali può ottenere un punteggio massimo di 3 punti, per un totale complessivo di 18 punti.
Il voto finale è la somma del punteggio ottenuto nella prova scritta e della valutazione del laboratorio.