Sistemi Digitali e Processori
Prof. Ing. Luigi Raffo
Tutors:
Ingg. Sebastiano Pomata, Giuseppe Tuveri
Corso di laurea specialistica in Ingegneria Elettronica
Anno Accademico: 2009-10
Ore di lezione: 67 ore
Ore di esercitazione: 33 ore
Esame: scritto e orale

Ultimo Aggiornamento: 09-Sep-2010 16:14

Programma
Circuiti digitali, simulazione e verifica con HDL
Richiami sulla progettazione con HDL. Reti combinatorie e sequenziali. Importanza del testbench. Tempi tipici di un circuito digitale. Reti asincrone e sincrone. Frequenza massima di un circuito. Datapath e controllo.
Realizzazione di sistemi digitali
Implementazione su silicio. Dispositivi Programmabili. Flusso di progetto su FPGA. Prototipazione su dispositivi programmabili.
Sintesi di sistemi digitali
Flusso di progretto top-down. Concetto di libreria. Sintesi RTL. Circuiti completamente sintetizzabili. Costrutti supportati completamente per la sintesi Costrutti non accettati. Operatori sintetizzabili. Area/DelayTrade-off. Sintesi di blocchi condizionali non-full. Progetto di moduli singoli.
Dispositivi programmabili
Il flusso di progetto di un sistema digitale. Importanza della progettazione di sistema. I dispositivi programmabili. La famiglia Spartan IIe - Xilinx. Simulazione di circuiti implementati. Time-simulation e time-back-annotation.
Macchine a stati
Analisi e progetto di macchine a stati finiti. Macchine di Mealy e di Moore. Analisi e Sintesi. Descrizione strutturale e algoritmica in Verilog. Inizializzazione, simulazione, esempi di analisi e progetto.
Architetture e progetto di processori
Introduzione alle architetture e microarchitetture di processori Microarchitetture di processori reali: il processore MIPS. Periferiche standard, architetture di comunicazione, modalità di interfaccia Cenni di microarchitetture avanzate: DSP, superscalare, VLIW Microarchitetture di processori reali: la famiglia di processori ARM.

Testi di Riferimento
Karen Parnell & Nick Mehta - "Programmable Logic Design Quick Start Hand Book" - Xilinx (disponibile in rete!!!)

D.R. Smith, P.D. Franzon
- "Verilog styles for synthesis of digital systems" - Prentice Hall - ISBN 0-201-61860-5
Keshab K. Parhi
- "VLSI Digital Signal Processing Systems : Design and Implementation" - Wiley.
Michael J.S. Smith - "Application-Specific Integrated Circuits" Addison-Wesley VLSI Design Series
ISBN: 0-201-50022-1 TK7874.6.S63

Lionel Bening & Harry Foster - "Principles of verifiable RTL Design" - KLUWER Academic Publishers
ISBN: 0-7923-7368-5

Michael Keating & Pierre Bricaud - "Reuse Methodology Manual" - KLUWER Academic Publishers
ISBN: 1-4020-7141-8
Stuart Sutherland & Don Mills - "Getting the most out of the New Verilog2001 Standard" - Conf. Paper
Douglas J. Smith - "HDL Chip Design" - Doone Publications - ISBN - 09651934-3-8
J. F. Wakerly - "Digital Design" - Prentice Hall - ISBN 0130825999
David A. Patterson and John L. Hennessy - "Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 2nd Edition" ovvero David A. Patterson and John L. Hennessy - "Struttura e Progetto dei Calcolatori -- l'Interfaccia Hardware-Software"; Zanichelli - ISBN 88-08-09310-7

Materiale di Riferimento
Software
Webpack XILINX (Realizzazioni FPGA + Simulatore Verilog Modelsim)

Istruzioni installazione XILINX WebPack

Documentazione
La scheda digilent e` la S3Board e` disponibile il manuale da scaricare su di essa si trova una FPGA Spartan 3

Lucidi di Lezione
Nessuno che non sia uno studente del corso e` autorizzato a scaricare il materiale e nessuna persona o ente e` autorizzato a farne uso commerciale

File

Data
Size
Descrizione
02/03/2010
5MB
Ripasso dell'elettronica combinatoria di base con HDL (alcuni lucidi non verranno usati) e logiche sequenziali.
02/03/2010
3MB
Sintesi DigitaleRTL ed implementazioni su FPGA
11/03/2010
Primi laboratori con Spartan 3
03/05/2010
8MB
materiale sui processori
       
       
21/03/2006
2MB
materiale sulle FPGA
09/05/2006
8MB
Materiale sui processori
09/05/2006
3MB
Materiali processori 4 pagine per foglio
25/05/2006
Processori Post-RISC
11/03/2007 Seminario Ing. Busonera
15/03/2007 Slide su ALU e display 7 segmenti
16/03/2007 File UCF contenente informazioni sui pin dell FPGA connessi ai dispositivi I/O della board
Materiale

File

Aggiornamento
Descrizione
     
     
     
     
     
     
     
Orario Lezioni

Giorno

Ora
Aula
Mercoledi`
8-11
aula B0
Giovedi`
8-11
aula B0
Venerdi`
8-11
Aula B0
Orario ricevimento studenti

Giorno

Luogo
su appuntamento via e_mail
DIEE - Padiglione B (ufficio del docente)
Date Prove Intermedie

Prova

Data
Ora
Aula
Prenotazioni
Prima prova intermedia
20/04/2010
09.00
aula B0
Seconda Prova Intermedia
03/06/2010
14.00
aula B0
 
 
AVVISI

DATA

INFO
02/03/2010
E' attiva la mailing list del corso su: http://liste.unica.it/mailman/listinfo/sdp. E' possibile postare domande al docente e leggere le risposte alle domande fatte dai colleghi ma anche tenersi in contatto e discutere con gli altri studenti. Per postare messaggi è necessario iscriversi ma per consultare l'archivio della mail è sufficiente collegarsi a http://liste.unica.it/pipermail/sdp.
03/05/2010

Esiti della prima prova intermedia. Sono riportati solo gli studenti ammessi alla seconda prova

08/06/2010

Esiti e testo della seconda prova intermedia e finale. Sono riportati solo gli studenti registrabili o ammessi alla prova orale.

14/07/2010

Sono ammessi alla prova orale (il 16/07 alle 9 o ne parliamo a settembre) i seguenti studenti:
37314 (18), 38338 (21), 42065 (25), 37046 (25). I voti tra parentesi sono indicativi ed ogni orale inizierà con una discussione dello scritto per verificarne la valutazione.
Eccezionalmente tutti quelli (anche i non ammessi di questo appello) che nei precedenti compiti (da maggio in poi compreso l'esito finale delle prove intermedie) hanno ottenuto una valutazione migliore possono utilizzare quella come base per la prova orale.

09/09/2010 È ammesso all'orale con 27 lo studente con la matricola 40618
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
09/03/2009 Per chi non avesse scaricato i file dalla rete e ne avesse bisogno, sono a disposizione 6 DVD contenenti gli installer, per windows, dei software che saranno usati durante il corso. Dal momento che il numero dei DVD è limitato, chiunque ne vorrà fare uso dovrà contattare via mail o di persona simone.secchi (at) diee.unica.it (la scrivania sta in aula dottorandi al secondo piano del DIEE pad. B). Vi chiedo la massima velocità nella restituzione, cosìcchè tutti possiate disporre dei software per tempo.
Le istruzioni di installazione qui sopra sono state aggiornate.
07/04/2009 Attraverso il sistema di iscrizione degli esami del diee (http://www.diee.unica.it/it/studenti_idx.html) e` possibile ENTRO il 10 APRILE iscriversi al pre-esame. La prova si terra` il giorno 16 aprile alle 9. Per il momento l'aula prevista e` la V salvo passare in aula B0 (piu` comoda per tutti) se il numero di iscritti lo permettera`.
Per iscrivervi, come sapete, avete bisogno della password.
Non potranno essere ammessi studenti non iscritti alla prova.
14/04/2009

La prova intermedia si terra` regolarmente il giorno 16 aprile ma in aula B0 alle 9.30. Gli studenti ammessi alla prova sono quelli presenti in questo elenco Possono essere portate solo penne/matite/gomme un foglio A4 con scritto a mano qualunque cosa vi possa essere utile. Non sono consentiti cellulari, calcolatrici, fogli di brutta. E` necessario un documento di identita`.

27/04/2009

Esiti e Testo della prova del 16 aprile, sono riportati i voti degli studenti ammessi alla seconda prova intermedia

06/06/2009

Esiti e Testo della prova del 3 giugno, sono riportati i voti degli studenti che hanno superato le prove intermedie e possono registrare il voto. Primo appuntamento per registrare è l'8/6 alle ore 16. Il voto delle prove intermedie smette di aver valore SOLO quando lo studente si PRESENTA ad una prova successiva.

18/07/2009

Testo della prova del 18 giugno, gli esiti sono stati comunicati agli interessati per mail.

22/09/2009

Testo della prova del 9 settembre, gli esiti sono stati comunicati agli interessati per mail.

   
   
   
   
   
   
   
   
   
28/02/2008

La board che verra` utilizzata per le esercitazioni sara` quella descritta su questa pagina: http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?Nav1=Products&Nav2=Programmable&Prod=S3BOARD Da dove puo` essere acquistata. Per svolgere le esercitazioni in aula non e` necessario acquistare tale board. Se ci sono persone che per loro interesse vogliono acquistarla suggerisco di fare un unico ordine.

10/04/2008 Testo della prima prova intermedia 2007 - soluzione del primo esercizio visto in aula.
12/04/2008 Risultano iscritti alla prova del 17/4 gli studenti qui elencati. Non saranno ammessi gli studenti non inseriti in questa lista. Segnalare eventuali errori entro lunedi` 14/4 alle 13
14/04/2008 Questo e` l'elenco definitivo degli iscritti alla prova del 17/4. Non saranno ammessi studenti non inseriti in questa lista.
23/04/2008 Esiti della prima prova intermedia. Sono riportati esclusivamente gli studenti che sono ammessi alla seconda prova intermedia.
24/04/2008 Testo della prima prova intermedia.
09/05/2008 La seconda prova intermedia / il primo appello d'esame si terranno il giorno 9/6/08 alle ore 15 in aula V. La prova prevista per il giorno 11/6 e` quindi anticipata al 9 per mancanza di disponibilita` di aule. Al piu` presto sara` possibile iscriversi alle prove dal sito DIEE. Procuratevi per tempo la password perche` non saranno ammesse deroghe. La scadenza delle iscrizioni e` prevista per il giorno 3/6/08.
28/05/2008 Testo Prova intermedia 2007
10/06/2008 Testo della seconda prova intermedia.
18/06/2008 Esiti finali delle prove intermedie e dell'esame completo . Sono indicati solo i voti sufficienti (o recuperabili con un orale). Si puo` registrare questo voto dal 24 giugno alle ore 10.00 nell'ufficio del docente. Verranno date altre opportunita` di registrazione. Chi PARTECIPA ad una esame perde il voto delle prove intermedie. Per chi ha svolto l'esame completo prima opportunita` di orale il 24 giugno alle ore 9.30.
27/06/2008

Testo dello scritto del 25/06/08 ed esiti. Sono riportati solo i voti sufficienti. Gli orali sono possibili dopo il 7 di luglio prenotatevi per email.

32821 20
37349 18
37838 24
37896 20
38459 23

 

   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
15/03/2007 E' stata verificata l'efficienza dei laboratori quindi l'esercitazione di domani, venerdì 16/03/2007, si terrà come previsto in via Corte d'Appello (ore 8,15).
19/04/2007 Se ce ne fosse bisogno, ricordo che domani 20/04/2007 non ci sono lezioni.
14/05/2007 Esiti della prova intermedia del 19 aprile. Sono riportati solo i voti di quelli che hanno superato la prova
24/05/2007 La seconda prova intermedia e` il 12 giugno alle 9.30 in aula V in coincidenza con la prima sessione d'esame
22/06/2007 Esiti delle prove intermedie (I VOTI SONO GIA` LA MEDIA FINALE E COSI` REGISTRABILI), dell'esame completo del 12 giugno. I tre studenti (25721, 36227, 36237) che hanno sostenuto APSEE hanno ottenuto 16. I partecipanti alle prove complete (SDP+APSEE) per avere registrato il voto devono sostenere l'orale con la possibilita` di prendere +/- 2 punti rispetto allo scritto. La prima data utile per l'orale e` il 26 mattina alle ore 10.00. Quando ci si presenta ad uno scritto si perde qualsiasi votazione precedente.
27.06.07 Non c'e` una scadenza per registrare i voti. Per chi avesse fretta giovedi` 28 e venerdi` 29 si possono registrare dalle 10 alle 11
28.06.07

Esiti prova del 27.06.07, concordare per email l'orale (anche domattina)

ESD2 - 23876 - voto 17

SDP

37681 17
31735 16
32569 20
34086 16
32709 25
20/07/07

Esisti del compito del 18/07/07 di seguito, concordiamo per mail l'orale, prima data buona martedi` 24/07/07 alle 15 (anche in questo caso mandare mail di conferma):

25721 18
36227 18
37319 18

 

08/10/07 Esito del compito del 26/9/07 - matricola 32732 - voto 24 - orale da fissare per e_mail
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
10/03/2006 Esercizi sviluppati a lezione
20/04/2006 E` disponibile il testo della prima prova intermedia
08/05/2006 Sono disponibili gli esiti della prova del 20/04. Sono riportati i voti solo di chi ha superato la prova.
09/06/2006 Testo della seconda prova intermedia
09/06/2006 Esiti della seconda prova intermedia, sono riportati solo i voti di chi ha ottenuto un voto finale sufficiente. Il voto finale e` registrabile (verra` fissato un giorno per tale operazione) dal 13 giugno in poi. Il voto rimane valido fino a che non ci si PRESENTA ad una nuova prova scritta.
20/06/2006

Risultati della prova del 14 giugno 2006. Il voto fa media con l'orale (obbligatorio) in 30esimi. Giovedi` 22 alle 14 puo` essere gia` una buona data per l'orale. Mandate mail per aderire o chiedere altra data.

29347
18
31733
26
33496
11
34722
INSUF
34907
11
35214
19
36123
20
36137
INSUF
36155
18
36168
21
36231
24
36305
13
36323
16

 

23/06/2006 Testo della prova del 14/6
29/06/2006

Testo della prova del 28/6. Hanno conseguito valutazione sufficiente: matr. 34974 voto 15 e matr. 29347 voto 15. La data per l'orale va concordata per mail.

14/07/2006

Risultati della prova del 12 luglio 2006. Il voto fa media con l'orale (obbligatorio) in 30esimi.

29234 18
34722 10
34932 18
34938 18
36027 18
36261 18
36323 23

Voto di APSEE per 36031 - 20

Se nel 2006 si e` ottenuto un voto maggiore, si puo` (solo per questa volta) registrare quello.

10/10/2006

Risultati della prova del 27 settembre 2006. Il voto fa media con l'orale (obbligatorio) in 30esimi.

 

34722 12
36137 10
36332 16