appunti lezione

Esame a Gennaio

Venerdì mattina x ore compl.

• Elettronica analogica
• Elettronica digitale
• Elettronica di segnali

I Appello

Gennaio 2015 Scritto

II Appello

Febbraio 2015 Orale

• K.C. Smith (Circuiti per la microelettronica)
• Pucchetti Elementi di elettronica
• Dispense docente

Altri testi (Slide)

Sito Moodle https://lms.unipr.it

Password: ele_ele_2015_a6

Slide

Technology Trend

30 anni delle roadmap

• Consumi ridotti
• Con sistemi potenti a piccole dimensioni

Si miniaturizzano i transistor

Roadmap fanno tecnologia nuova ogni 2 anni

• CMOS process 1993

D.N. of Pads

Pad in del chip

Sottotensionati

Ingresso/Uscita 1/0

Il clock è variabile da meno di 1GHz

Moore's Law

La complessità di un microcircuito raddoppia ogni 18 mesi. Densità di potenza.

Il numero delle miniaturizzazioni diminuisce il numero di potenza ma aumenta la potenza grafica.

La tecnologia avanzerà (energia immessa in spazio).

Ogni quark è fatto di silicio puro con 300 nm e poi sottoposto a fette piccole e tagliato e lucidato.

Nuovo ordine di 1nm ecco perché tecnologia giovane si poggia al nitruro del silicio puro e si tira su il ricambio.

Processori

Intel (Skylake) O nuova tecnologia.

Una la tecnologia più nuova e fa la nuova architettura (include la produzione reti finiti).

Circuito integrato

Tagliato rettangolarmente.

I transistor sono O nello foto.

La parte nera vive per portare l'informazione.

I metalli neri non proteggono l'informazione.

• A
• E
• P
• F
• C

Più livelli di metalli devono fare per portare l'informazione senza forare giù.

Si possa da un metallo ad un silicio tramite i BIAS.

Le pietre sono di rame per il resto sicuro il silicio.

Esempio

108₁₀ : 2 = 54 resto 0 (LSD)

54 : 2 = 27 resto 0

27 : 2 = 13 resto 1

13 : 2 = 6 resto 1

6 : 2 = 3 resto 0

3 : 2 = 1 resto 1

1 : 2 = 0 resto 1 (MSD)

decimale ed ottale

108₁₀ : 8 = 13 resto 4 (LSD)

13 : 8 = 1 resto 5

1 : 8 = 0 resto 1

ADDIZIONE DI NUMERI BINARI

• 0 0 0 0 0
• 0 0 1 0 1
• 0 1 0 0 1
• 0 1 1 1 0
• 1 0 0 0 1
• 1 0 1 1 0
• 1 1 0 1 0
• 1 1 1 1 1

C_out = carry out

C_in = carry in

C

X

Y

1 101 1 0 1 1 0 1 +

1 441 1 0 0 0 1 0

X 4Y

331 1 0 1 0 1 0 1

Si fa con il sistema dei riporti

1 + 1 = 2

+2 - (-3) = 0101 +

2 + 3 0011 =

0101 (5)

Quando sottraggo ad un numero negativo un numero positivo posso

inversione overflow e viceversa.

OVERFLOW (SOTTRAZ. COMPL. A 2)

L'overflow nella sottrazione si può rilevare

somma al segno del minuendo e del sottraendo

importante rispetta la stessa regola dell'addizione.

FLAG: Se faccio un’operazione tra segni discordi

semma (16) c’è un flag che mi segnala l’overflow

cioè che il risultato dell'operazione non è accettabile.

MOLTIPLICAZIONE: SHIFT AND ADD (mi limini)

Simile a come si fa normalmente

Secondo metodo: faccio prodotti successivi, cioè il termine del moltiplicatore

Si fa il moltiplicatore per la somma del prodotto al 2° termine del

moltiplicazione che si moltiplicano e così via (spostando in un posto ogni)

in un registro si trovano le posizioni (SHIFT REGISTER).

esempio: 1A x moltiplicando

13 x 2° metodo SHIFT AND ADD

moltiplicatore SEMMA (6)

143 x metodo classico

S e e 1 m m m

SE(NUO) FSP mantissa

Se uno scalare è a 64 BIT in usare 8 BYTE per IEEE, aumentando la precisione.

1 m segno: un numero scorrevole 0 e 1 XXXXX e 1 punto segno la regola è segno-bis.

32 valori rappresentabili: fra 0.0 3425 a 9 distribuzione non uniforme è utilizzata per la rappresentazione binario.

E = 3, sposta la virgola di 3 posti E = 4, 4 posti

- Se do più bit alla mantissa, aumenta la precisione ma problemi il range di numeri rappresentabili. - Se do più bit di esponente, ho più range ma diminuisce la precisione (quantizzazione dei numeri).

S ee 1 m m m

- una migliore rappresentazione - posso rappresentare solo i valori nella tabella

1 IEEE è un'approssimazione.

è meglio perché ho più bit alla mantissa!

LE ECCEZIONI

Alcun valori vengono riservati per indicare situazioni particolari:

• - overflow (E = max, M ≠ 0) si hanno questa situazione.
• - soma (riottene risposte la somma di due numeri si supera positive di range commune)
• - NaN è ottenuto quando faccio 0 : 0 = ∞ NaN
• e viene rappresentato da (E = max M ≠ 0)
• - underflow, ossia accume che ho me macchina lontà fuori e è vete come overflow e NaN
• (minime massime delizione minime rappresentabile)

Lo 0 e M ≠ 0

CODICE GRAY

(A 3 BIT)

BIN | DEC | GRAY 3

000 | 0 | 0

001 | 1 | 1

011 | 2 | 11

010 | 3 | 10

110 | 4 | 10

111 | 5 | 11

101 | 6 | 101

100 | 7 | 100

1 solo nel binario e sbagli di un solo bit è un discorso

x da 101 sbaglio e vado a 100

x da 101 vado a 110

con la codifica gray x commetto un errore lo faccio

SEMPRE di 1 BIT nel decimale/me gara numero ordine

COSTRUZIONE DEL CODICE GRAY A N-BIT

Algoritmo: si parte dal primo bit (LSB) si mette uno 0 sopra ad un 1 sotto.

Successivamente si mette una riga di 0 sotto dell'1 come fosso uno

specchio e si riempiono le righe invertendo l'ordine con la riga di destra di

quella. Si termina inserendo uno 0 davanti alla prima costruendo questa

e sopra la riga delimitata si aggiunge uno 1 stesso a due blocchi.

Ritornando si metta la riga, e perché lo squarci e si aggiunge la del più

significativa, si ottiene un codice a n bit.

0 A BIT

0

1

A 2 BIT

0

01

1

11

"A SPECCHIO"

0 1

1 11

0 01

1 10

n.numero è OK

Trasmissioni Seriali e Parallele

(Segnali Digitali)

• Modo Serial: 8 bit viaggiano tutti su una linea in sequenza.
• Modo Parallelo: ogni bit del byte viene trasmesso su linee diversi, 2 word tutti gli 8 bit viaggiano, ovviamente più veloce della seriale.

L'USB è seriale.

La velocità di invio è tipica del clock.

Codice per la trasmissione di codici seriali e memorizzazione

(Bit time)

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• 8
• 1
• 2

Clock => definisce la velocità con cui i bit sono trasmessi: 1 bit per ogni ciclo di clock. È un segnale periodico di periodo costante che viene chiamato BIT TIME.

• Se devo trasmettere 8 bit di informazione, il sistema trasmette i bit uno dopo l'altro per un totale di 8 BITTIME. Se devo trasmettere 16, devo trasmetterne uno alla volta, in 16 bit time.
• Se una trasmissione seriale: sincronizzo quello che viene detto al clock.
• Se voglio trasmettere 16 bit in un blocco solo dovrò fare 16 fili (parallelo).

NRZ

2 livelli:

• 0 ≠ rappresentato con un quadro alto
• 1 ≠ rappresentato con un quadro basso

NRZ (Non-return-to-zero): il valore del bit è rimasto per i bit time. (Bro pulsiva, è sync)

RZ (Return-to-zero): il valore del bit è rimasto più per i bit time e poi ritorna a zero.

Manchester:

• Lo stato logico "1" è rappresentato con un trasitore a metà bit time (lascio alto 1° impulso e lascio basso 2° impulso)
• Lo stato logico "0" è rappresentato con un trasitore a metà bit time (lascio basso 1° impulso e lascio alto 2° impulso)