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Elettronica dei Sistemi Digitali - UniNettuno

Elettronica dei Sistemi Digitali - UniNettuno

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Prof.Ing. Paolo Spirito - Università di Napoli Federico II
Prof.Ing. Guido Masetti - Università di Bologna
Prof.Ing. Pier Ugo Calzolari - Università di Bologna

Scopo del corso
Il corso sviluppa l'analisi e la caratterizzazione elettrica dei circuiti integrati digitali, con enfasi sugli aspetti che integrano la tecnologia di realizzazione con le prestazioni statiche e dinamiche di tali circuiti. Vengono discussi, con particolare riferimento alla tecnologia CMOS le soluzioni circuitali e gli elementi di progetto delle porte logiche elementari e dei sottosistemi integrati combinatori e sequenziali più utilizzati. Vengono inoltre analizzate le architetture e i circuiti costituenti le attuali memorie a semiconduttore statiche e dinamiche.

Contenuti
- Caratteristiche statiche e dinamiche delle famiglie logiche. Richiami sulle tecnologie di realizzazione e sulle regole di progetto.
- Porte logiche elementari NMOS e CMOS. Analisi delle prestazioni statiche e dinamiche. Criteri di progetto. Dipendenza dei tempi di propagazione dal layout dei circuiti. Uso del simulatore SPICE come ausilio all'analisi e al progetto di porte logiche.
- Porte logiche bipolari. Analisi delle prestazioni statiche e dinamiche di porte logiche TTL, ECL. Margini di immunità ai disturbi e dipendenza dalla temperatura. Analisi di porte bipolari con il simulatore SPICE.
- Confronto tra prestazioni di porte logiche standard MOS e bipolari. Implementazione di circuiti logici combinatori: porte A-O-I, tri-state, logiche cablate. Circuiti di interfaccia tra famiglie logiche diverse. Analisi di circuiti combinatori con tecnologia MOS e bipolare.
- Circuiti CMOS complessi. Codificatori e decodificatori: implementazione a porte NAND e a NOR. Multiplexer e demultiplexer. Esempi di layout.
- Circuiti dinamici: pass transistors, registri a scorrimento dinamici. Circuiti Domino e NORA. Implementazioni di funzioni logiche complesse con circuiti dinamici. Analisi con SPICE di alcuni circuiti dinamici. Confronto tra logiche statiche e dinamiche.
- Circuiti sequenziali e generatori di forme d'onda. Multivibratori monostabili, bistabili e astabili CMOS. Flip-flop S/R, Master Slave, J/K, D.
- Analisi e progetto di stadi di disaccoppiamento MOS e CMOS. Logiche e buffers BiCMOS. Esempi di analisi di logiche BiCMOS con SPICE. Logiche CMOS e BiCMOS low-voltage.
- Memorie a semiconduttore. Organizzazione delle memorie. Celle per memorie RAM statiche MOS, bipolari e CMOS. Sense amplifiers di memorie RAM dinamiche. Memorie EPROM, EEPROM, memorie flash. Evoluzione delle memorie.

Testi
P. SPIRITO, Elettronica dei sistemi digitali, Editrice l'Ateneo, Napoli, 1995
P.U.CALZOLARI, G.MASSETTI, Elettronica dei sistemi digitali, II parte (Raccolta dei lucidi), Consorzio NETTUNO, Pitagora Editrice, Bologna 1997.

Prerequisiti
Sistemi Elettronici, Dispositivi e circuiti elettronici

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Lezioni nascondi descrizione

Presentazione del corso Elettronica analogica e digitale Metodologia di progetto dei sistemi digitali Argomenti del corso Ausili didattici
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Porte logiche elementari Livelli logici Margini di rumore Tempi di propagazione Porte logiche NAND e NOR
420 visualizzazioni

Tecnologie microelettroniche Processo fotolitografico Processi tecnologici per circuiti integrati Esempio di una struttura MOS Regole di progetto
171 visualizzazioni

Porte logiche NMOS I Parte Invertitore NMOS con carico resistivo Invertitori NMOS con carichi attivi Analisi statica
162 visualizzazioni

Porte logiche NMOS II Parte Analisi dinamica Tracciato dell'invertitore Progetto ad area minima
160 visualizzazioni

Porte logiche NMOS III Parte Tempi di propagazione Potenza dissipata Porte logiche NOR e NAND in tecnologia NMOS
155 visualizzazioni

Porte logiche CMOS I Parte Tecnologia CMOS Invertitori CMOS Caratteristica di trasferimento e margini di rumore Tracciato di invertitore CMOS
216 visualizzazioni

Porte logiche CMOS II Parte Tempo di propagazione Potenza dissipata dinamica Porte NOR e NAND
206 visualizzazioni

Esercitazioni su porte NMOS Analisi statica di invertitori NMOS Analisi dinamica di invertitori NMOS
137 visualizzazioni

Esercitazioni su porte NMOS e CMOS Effetto della capacità di carico su porta NMOS Analisi statica di invertitore CMOS Analisi dinamica di invertitori CMOS
148 visualizzazioni

Porte logiche bipolari I Parte Esercitazione SPICE su invertitori CMOS in cascata; Richiami sul transistore bipolare; Caratteristica I V del transistore
148 visualizzazioni

Porte logiche bipolari II Parte Analisi statica dellinvertitore RTL; Tempo di accumulo del transistore bipolare; Dinamica dellinvertitore RTL
184 visualizzazioni

Porte logiche TTL I Parte Schema elementare di invertitore TTL; Analisi della commutazione basso alto in uscita; Caratteristica di trasferimento dellinv
185 visualizzazioni

Porte logiche TTL II Parte Caratteristiche di ingresso e di uscita; FAN OUT della porta; Potenza dissipata statica; Dinamica dellinvertitore; Porte NAND T
122 visualizzazioni

Porte Logiche TTL III Parte Reti di PULL UP e PULL DOWN; Porte logiche TTL Schottky; Porte TTL S ad alta velocità o a basso consumo
195 visualizzazioni

Esercitazione SPICE su porte TTL Caratteristica di trasferimento di invertitori TTL; Analisi dinamica di porte TTL; Effetto delle capacità di carico sul tem
150 visualizzazioni

Porte logiche ECL I Parte Invertitore elementare in logica non saturata; Schema elettrico dell'invertitore ECL; Analisi dei livelli logici
189 visualizzazioni

Porte logiche ECL II Parte Margini di rumore dell'invertitore ECL; Effetti termici sui livelli logici e sui margini di rumore; Potenza dissipata
189 visualizzazioni

Porte logiche ECL III Parte e circuiti combinatori con porte standard Porte ECL 10k e 100k; Confronto tra le famiglie logiche CMOS, TTL ed ECL; Porte A O
192 visualizzazioni

Connessione ed interfacciamento tra porte logiche Logica cablata wired and e wired or; Porte tri state; Interfacciamento tra famiglie logiche differenti
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I circuiti CMOS complessi I parte
169 visualizzazioni

I circuiti CMOS complessi II parte
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I circuiti CMOS dinamici I parte
197 visualizzazioni

I circuiti CMOS dinamici II parte
152 visualizzazioni

I circuiti CMOS dinamici III parte
126 visualizzazioni

I circuiti rigenerativi I parte
162 visualizzazioni

I circuiti rigenerativi II parte
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I circuiti rigenerativi III parte
201 visualizzazioni

I circuiti rigenerativi IV parte
152 visualizzazioni

I circuiti rigenerativi V parte
135 visualizzazioni

Circuiti buffer I parte
176 visualizzazioni

Circuiti buffer II parte
214 visualizzazioni

Buffer CMOS
157 visualizzazioni

Buffer BiCMOS
146 visualizzazioni

Circuiti BiCMOS Memorie introduzione
209 visualizzazioni

RAM statiche
157 visualizzazioni

RAM statiche avanzate RAM dinamiche I parte
273 visualizzazioni

RAM dinamiche II parte
148 visualizzazioni

Memorie non volatili I parte
189 visualizzazioni

Memorie non volatili II parte Considerazioni finali
190 visualizzazioni
 

 

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