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Oggetto:
Oggetto:

Digital Electronics

Oggetto:

Elettronica Digitale

Oggetto:

Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
FIS0200
Docente
Michela Greco (Titolare)
Corso di studio
008510-105 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica del Sistema Meteoclimatico, Generale e delle Tecnologie Avanzate
Anno
1° anno, 2° anno
Periodo
Secondo semestre
Tipologia
B=Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/01 - fisica sperimentale
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Inglese
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti

It is suggested to attend Electronics (MFN0573) and Laboratory of Electronics during BSc (MFN0580)


É suggerita la frequenza nella triennale dei corsi:
Elettronica (MFN0573) e laboratorio di Elettronica (MFN0580)
Propedeutico a

Advanced Electronics Laboratory


Laboratorio avanzato di elettronica
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

 
The course introduces digital circuits design and digital signal processing through programmable logics.

 


Il corso introduce alla progettazione di circuiti digitali e al processamento digitale di segnali utilizzando logiche programmabili.

 

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Knowledge and Understanding
Students will acquire knowledge of digital electronics, signal acquisition, and signal processing, and the use of advanced technologies such as programmable logic.

Applying knowledge and understanding
Students will be able to understand and master acquisition systems and analysis of signals, to develop software for the purpose of applied research, such as the creation and implementation of digital filters.

Students will be able to design and implement digital filters, design combinatorial and sequential circuits in VHDL, and design and optimize finite state machines.

Making judgements

Students will be able to integrate knowledge and handle complexity, and formulate judgments with incomplete or limited information

Communication skills

Students will be able to communicate their conclusions, and the knowledge and rationale underpinning these, to specialist and non-specialist audiences clearly and unambiguously

Learning skills

Students will have the learning skills to allow them to continue to study in a manner that may be largely selfdirected

 

Conoscenza e capacità di comprensione - knowledge and understanding
Si acquisiranno conoscenze di elettronica digitale, conoscenze sull'acquisizione ed elaborazione dei segnali e sull'uso di tecnologie avanzate quali le logiche programmabili. 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione - applying knowledge and understanding
Si acquisirà la capacita’ di comprendere e padroneggiare sistemi informatici di acquisizione ed analisi di segnali, di sviluppare software a fini di ricerca applicativa, quali la realizzazione e implementazione di filtri digitali

Si sara' in grado di progettare e implementare filtri digitali, progettare in linguaggio VHDL circuiti combinatori, circuiti sequenziali, progettare e ottimizzare macchine a stati finiti.

Oggetto:

Programma

  • Digital signals
  • Processing of digital signals
  • Digital filtering of signals
  • Introduction to digital circuit design
  • The combinatorial logic.
  • Design of sequential circuits.
  • Design, optimization, and implementation of finite state machines
  • VHDL - Basic Concepts.
  • Programmable Logic
  • Example of designing digital filters in Matlab.
  • Example of designing a finite state machine in VHDL.

  • Segnali digitali
  • Trattamento digitale di segnali
  • Filtraggio digitale di segnali
  • Introduzione alla progettazione di circuiti digitali
  • La Logica combinatoriale.
  • Progettazione di circuiti sequenziali.
  • Progettazione, ottimizzazione ed implementazione di macchine a stati finiti
  • VHDL - Concetti di base.
  • Logiche programmabili
  • Esempio pratico di progettazione filtri digitali in Matlab.
  • Esempio pratico di progettazione macchina a stati finiti in VHDL.

Oggetto:

Modalità di insegnamento

The course will be taught in English.

Lectures and MatLab/VHDL tutorials will be face-to-face, subject to updates on the measures adopted by UniTo and available on the Provisions for those studying and working at UniTo website.

Lectures: 42 h; MatLab/VHDL tutorials: 6 h

Video recordings and in-depth materials are available on the Moodle platform.

Il corso sarà tenuto in lingua inglese.

Per l'aa 2023/2024, le lezioni frontali e le esercitazioni MatLab/VHDL saranno in presenza, salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo e  disponibili sul sito Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo

Lezioni:42 ore; esercitazioni MatLab/VHDL: 6 ore.

Videoregistrazioni e materiali di approfondimento sono disponibili sulla piattaforma Moodle 

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento


In presence, subject to updates on the measures adopted by UniTo and available on the Provisions for those studying and working at UniTo site

Written test: 2 open questions plus one exercise, ≤17/30

Duration: 90 min; calculator: allowed; List of formulas: not allowed.
examples from past exams will be available on Moodle
Follow-up presentation: ~20 min ≤10/30 
On-going evaluation: ≤5/30

In case of Covid-19 restrictions :
Oral:2 questions about theory  worth 11 points at max, resolution of an exercise, worth 3 or 6 points, to be chosen by the student
Follow-up presentation:~20 min, worth 10 points at max
On-going evaluation: ≤5/30



In presenza salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo e disponibili sul sito Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo

Compito scritto: 2 domande a risposta aperta più un esercizio, ≤17/30;                                     Durata scritto 90 min; CAlcolatrice consentita, formulario non consentito

Presentazione orale: argomento approfondimento,~20 min, ≤10/30;
Valutazione in itinere: ≤5/30

Se non sarà possibile fare esami in presenza:
ORALE  online di circa un'ora per ciascuno;
20 minuti di presentazione dell'approfondimento: max 10 punti;
2 domande di teoria: max 11 punti;
risoluzione di un esercizio o da 3 punti o da 6 punti;
Valutazione in itinere: ≤5/30;
 

Testi consigliati e bibliografia



Oggetto:
Libro
Titolo:  
Discrete-Time Signal Processing
Anno pubblicazione:  
2013
Editore:  
Pearson New International Edition
Autore:  
Alan V. Oppenheim
Permalink:  
Note testo:  
e-book available
Obbligatorio:  
No
Oggetto:

Teacher's notes.
  • Discrete-Time Signal Processing,  Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, John R. Book , Prentice-Hall, Inc, ebook available

  • Digital signal processing, John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis, Prentice-Hall, Inc., ebook available

  • The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, Steven W. Smith,  http://www.dspguide.com/

  • Digital design Principles and Practices,  John F. Wakerly , Prentice-Hall, Inc.

  • Digital electronics, Anil. K. Maini, Wiley and Sons .

  • Lecture Notes for Digital Electronics, R. E. Frey, http://zebu.uoregon.edu/~rayfrey/432/DigitalNotes.pdf

  • The designer’s guide to VHDL, Peter J. Andersen, Morgan Kaufman Publisher

  • The VHDL cookbook, Peter J. Andersen http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/vhdl/doc/cookbook/VHDL-Cookbook.pdf

  • FPGA-based Implementation of Signal Processing Systems, R. Woods et al, Wiley and Sons

  • FPGA tutorial, Stephen Brown and Jonathan Rose http://www.eecg.toronto.edu/~jayar/pubs/brown/survey.pdf

Slides del corso

Per le tre parti come dispense si possono impiegare i file pdf evidenziati, liberamente scaricabili:

  • Discrete-Time Signal Processing,  Alan V. Oppenheim, Ronald W. Schafer, John R. Book , Prentice-Hall, Inc.

  • Digital signal processing, John G. Proakis, Dimitris G. Manolakis, Prentice-Hall, Inc.

  • The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, Steven W. Smith,  http://www.dspguide.com

  • Digital design Principles and Practices,  John F. Wakerly , Prentice-Hall, Inc.

  • Digital electronics, Anil. K. Maini, Wiley and Sons.

  • Lecture Notes for Digital Electronics, R. E. Frey, http://zebu.uoregon.edu/~rayfrey/432/DigitalNotes.pdf

  • The designer’s guide to VHDL, Peter J. Ashenden, Morgan Kaufman Publisher

  • The VHDL cookbook, Peter J. Ashenden

  • http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/vhdl/doc/cookbook/VHDL-Cookbook.pdf

  • FPGA-based Implementation of Signal Processing Systems, R. Woods et al, Wiley and Sons

  • FPGA tutorial, Stephen Brown and Jonathan Rose http://www.eecg.toronto.edu/~jayar/pubs/brown/survey.pdf 

 


Oggetto:

Orario lezioniV

GiorniOreAula
Martedì9:00 - 11:00Aula Verde Dipartimento di Fisica
Mercoledì16:00 - 18:00Sala Franzinetti Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 05/03/2024 al 07/06/2024

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    25/10/2022 alle ore 00:00
    N° massimo di studenti
    25 (Raggiunto questo numero di studenti registrati non sarà più possibile registrarsi a questo insegnamento!)
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 05/03/2024 06:58
    Location: https://www.fisicamagistrale.unito.it/robots.html
    Non cliccare qui!