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Diapositiva 1

Organizzazione del Corso/1

Organizzazione del Corso/2

Organizzazione del Corso/3

Organizzazione del Corso/4

Organizzazione del Corso/5

Organizzazione del Corso/6

Il primo circuito integrato – 1965

La legge di Moore – 1965

La legge di Moore – ora

Evoluzione (rivoluzione) del IC design

Come mettere insieme milioni di transistor?

La progettazione digitale

Metodologie di progetto

Specifiche

Compromessi

La carta a Y di Gajski – domini di progetto

Livelli di astrazione e sintesi

Progettazione Top - down

Progettazione Bottom - up

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ELETTRONICA DIGITALE

A.A. 2003 - 2004

prof. Alessandro Paccagnella

| | |

DEI, Università di Padova

e-mail: [email-masked]

tel. 049-827.7686

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Diapositiva 1

Organizzazione del Corso/1

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| Libro di riferimento (per tutti):
| F. Fummi, M.G. Sami, C. Silvano: “Progettazione digitale”, McGraw-Hill, 2002
| Supporto web: http://www.ateneonline.it/fummi
| Per gli allievi ingegneri elettronici (e per chi seguirà il corso di “Circuiti Integrati Digitali” del III anno):
| J.M. Rabaey, A. Chandrakasan, B. Nikolic: “Digital Integrated Circuits: A Design Perspective”, Prentice Hall, 2003
| Per chi non voglia acquistare il Rabaey et al., è disponibile un breve sunto degli argomenti principali curato dall’ing. A. Cester
| Il sunto, insieme alle presentazioni .ppt, programma, compiti, esercizi, materiale integrativo ecc., è disponibile sul sito:
| http://www.dei.unipd.it/~paccag/
| All’inizio della prossima settimana sarà disponibile presso la libreria Progetto una dispensa di esercizi curata dall’ing. A. Gerosa: “Elettronica Digitale: Esercizi”

Organizzazione del Corso/2

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| Il libro di riferimento (Fummi) è la base su cui si si fondano le lezioni
| Vorrei evitare lezioni del tipo:
| ho scritto tanto ma non ho capito niente
| Siete le cavie di questo nuovo libro: sono fortemente incoraggiate domande e suggerimenti. Faremo la verifica al momento della rilevazione della didattica: il libro dello scorso anno è stato bocciato dai vostri colleghi per eccessiva prolissità
| Per contattarmi:
| al DEI, tel.:049-827.7686
| meglio ancora: [email-masked]

Organizzazione del Corso/3

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| Libri, articoli e siti web per consultazione di argomenti specifici saranno segnalati durante le lezioni
| Questo nuovo libro (Fummi) è molto sintetico su alcuni aspetti…
| …per approfondire particolari argomenti chi è interessato può consultare il testo dello scorso anno che è molto più discorsivo (e in inglese):
| John F. Wakerly, “Digital Design: principles and practices”, 3rd edition, 2001, Prentice Hall
| Il Fummi tratta anche il codice VHDL che non avremo tempo di vedere nel corso: chi desidera approfondirlo potrà  seguire il corso di “Laboratorio di Elettronica Digitale”
| Evitate di fotocopiare i libri!

Organizzazione del Corso/4

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| Prova di esame = a and b (ossia bisogna superare sia la prova a che la prova b):
| a: 1 prova “di teoria” = 20-30 quiz di teoria a risposta multipla e domande di teoria
| b: 1 prova “di esercizi” = 2-4 esercizi e problemi da risolvere
| Voto finale ≈ (1/3) voto(a) + 2/3 voto(b)
| Per la sufficienza è necessario (ma non sufficiente) che:
| min(a,b) ≥ 15
| Sono ammessi alla prova b solo coloro che avranno preso un voto sufficiente alla prova a
| Il risultato della prova a ha la durata di un anno solare
| Se si consegna il compito scritto b e il voto finale è insufficiente, bisogna rifare anche la prova a
| Non è consentito l’uso di libri o appunti durante i compiti

Organizzazione del Corso/5

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| Il voto dell’esame costituisce parametro discriminante per l’accesso al laboratorio di “Circuiti Integrati Digitali”, obbligatorio per allievi Elettronici
| Prevedo di essere assente il 26-28/5/04 (coorganizzatore del Symposium C al congresso European Material Research Society, Strasburgo)
| Lezioni di recupero (ore 16.30 – 17.15):
|
| mercoledì AND/OR  giovedì AND/OR  venerdì
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| NB: Domani, giovedì 22/4/04 la lezione avrà inizio alle ore 14.15 per consentire lo svolgimento del Consiglio di Facoltà alle 16.00 in Aula Ke
| Altre date di Consigli di Facoltà che potrebbero sovrapporsi alla lezione del giovedì: 29/5, 17/6
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| Pausa fra prima e seconda ora?

Organizzazione del Corso/6

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| Iscriversi alle liste di esame sulle bacheche elettroniche!
| Prove di esame durante il corso:
| Primo compitino: solo prova a, settimana del 17 maggio
| Secondo compitino: prove a e b, 21 giugno ore 9.00
| Sessione estiva
| Primo appello:
| quiz (prova a): 30 giugno ore 9.00
| esercizi (prova b): 1 luglio ore 14.30
| Secondo appello:
| quiz (prova a): 14 luglio ore 9.00
| esercizi (prova b): 15 luglio ore 14.30
| I voti vanno registrati entro settembre 2004!

Il primo circuito integrato – 1965

La legge di Moore – 1965

La legge di Moore – ora

Evoluzione (rivoluzione) del IC design

| |
| Se l’auomobile avesse avuto lo stesso tasso di miglioramento dei circuiti integrati, oggi potrebbe:
| Correre quasi alla velocità della luce
| Correre per anni con un pieno di benzina
| Trasportare da sola un’intera città
| L’industria microelettronica si mantiene (+/- bene) grazie al continuo incremento delle prestazioni (2x ogni ~18-24 mesi)
| Questo tasso di miglioramento va mantenuto per tenere la microelettronica florida
| Il tempo di vita di una generazione tecnologica è ~5 anni
| Produzione a buon mercato in larghi quantititativi grazie al processo fotolitografico (“come stampare francobolli”)
| Progettazione complicata e molto costosa
| (gli errori di design costano tanto tempo e $$$)

Come mettere insieme milioni di transistor?

|
| Metodologie di progetto
| Architetture
| Uso estensivo di tool CAD
| Metodologie di test
| Design re-use
| …ma non si possono usare le stesse metodologie di progetto e architetture quando la complessità aumenta enormemente

La progettazione digitale

Metodologie di progetto

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| Specifiche
| Trade-off (compromessi)
| Domini di progetto – livelli di astrazione
| Approcci Top-down e Bottom-up

Specifiche

| |
| Le specifiche di progetto sono il primo passo – Fondamentale!
| Compromessi fra ciò che si vorrebbe e ciò che si può realizzare in pratica
| Estesa esperienza richiesta per ottimizzare i compromessi
| Una specifica dettagliata va concordata a livello di sistema
| Grandi modifiche di specifica durante la fase di progettazione porteranno a grandi ritardi
|

Compromessi

La carta a Y di Gajski – domini di progetto

Livelli di astrazione e sintesi

Progettazione Top - down

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| Scelta dell’algoritmo (ottimizzazione)
| Scelta dell’ architettura (ottimizzazione)
| Definizione di moduli funzionali
| Definizione di gerarchia di progetto
| Split up in small boxes - split up in small boxes - split up in small boxes
| Definizione delle unità elementari richieste (sommatori, macchine a stati finiti, etc.)
| Floor-planning
| Mappatura nella tecnologia prescelta
| Simulazioni comportamentali

Progettazione Bottom - up

|
| Costruire le porte logiche
| Costruire le unità elementari
| Costruire i moduli
| Assemblare i moduli…
| …sperando di giungere a una architettura ragionevole
| Simulazione a livello di porte logiche
| E’ il vecchio metodo di progettazione in logica sparsa

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Secondo livello

Terzo livello

Quarto livello

Quinto livello

Alessandro Paccagnella A.A. 2003-2004 Elettronica Digitale

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