Università degli Studi Mediterranea - Didattica

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Progettazione VLSI

Corso

Ingegneria Elettronica

Curriculum

AUTOMAZIONE INDUSTRIALE

Orientamento

Generale

Anno Accademico

2021/2022

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ING-INF/01

Anno

Secondo anno

Unità temporale

Secondo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente

FORTUNATO PEZZIMENTI

Obiettivi

I sistemi digitali VLSI (Very Large Scale of Integration) sono alla base delle applicazioni dell’elettronica che sono utilizzate nella vita di ogni giorno, come computer e periferiche, automotive, telefonia mobile, TV digitale ad alta definizione, set top box, DVD player e recorder, ecc. Il corso intende introdurre gli studenti al flusso di progettazione dei sistemi elettronici VLSI e particolare importanza vuole essere data agli aspetti tecnologici che caratterizzano la produzione di sistemi VLSI odierni. Un esempio sono gli effetti DSM (Deep Sub Micron) che introducono una serie di problematiche totalmente nuove rispetto alle tecnologie della fine del secolo scorso.
Il corso di Progettazione VLSI si propone una forte componente pratica che consiste nello svolgimento di numerose esercitazioni in laboratorio basate sull’utilizzo degli appositi tool di simulazione e sintesi circuitale.

Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente conosce le principali metodologie di progetto dei moderni circuiti VLSI. In particolare, ha una conoscenza di base del linguaggio VHDL per il progetto di sistemi complessi.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare e progettare circuiti VLSI in particolare facendo riferimento alle logiche programmabili di tipo FPGA.

Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve scrivere, presentare e discutere un progetto individuale concordato con il docente. Inoltre, egli deve rispondere a domande teoriche sugli argomenti del corso dimostrando la sua autonomia di giudizio sulla completezza e correttezza delle risposte fornite.

Abilità comunicative: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare le principali sfide di progetto dei moderni circuiti VLSI attraverso un linguaggio appropriato e consapevole.

Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia altre caratteristiche di base del flusso di progetto VLSI da applicare in nuove soluzioni circuitali.

Modalità di accertamento e valutazione
L'esame di accertamento consiste in una prova scritta e orale, volte ad accertare la comprensione dei metodi teorici e pratici per l’analisi e la sintesi di circuiti elettronici digitali, voto massimo 30/30 e lode.

30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;
<18 Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.

Programma

Sistemi SSI, MSI, VLSI, ULSI. Concetto di System on Chip (SoC). Sistemi attuali e di prossima generazione. Approccio standard cells. Librerie AMS. Flusso di progetto VLSI. Introduzione al VHDL. Esempi di codice VHDL sintetizzabile.
Progetto di FPGA. Netlist del circuito. Sintesi logica. Simulazione di timing. Elementi di Physical Design: Floorplanning, Placement e Routing.
Sintesi della rete di clock. Routing delle line di power. Integrazione di SoC. Testabilità dei sistemi VLSI. Esempi di applicazioni e blocchi funzionali. Effetti DSM (Deep Sub Micron).
Consumo di potenza nei SoC. Tecniche di controllo e distribuzione della potenza. Progettazione a bassa potenza.
Sistemi di comunicazione: Bus, Network on Chip (NoC). Bus condiviso. Crossbar. Tipologie di NoC. Deadlock.
System in Package (SiP). Integrazione Multi-chip. Cenni sulle interconnessioni ottiche on-chip.

Testi docente

- J. M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic, "Digital integrated circuits: a design perspective", Second Edition, ed. Prentice Hall, 2003.

- Dispense a cura del docente.

Erogazione tradizionale

Sì

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Sì

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Sì

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Sì

Valutazione tirocinio