Reti logiche (Teoria + Centinaia di esercizi svolti

Programma

Introduzione al corso

Il problema del progetto delle macchine, processi di sviluppo di sistemi digitali. Richiami di sistemi di numerazione. Il ruolo dei simulatori nel progetto e nella verifica dei sistemi digitali.

Algebra di Boole

Definizione ed operazioni fondamentali, le tabelle di verità, livelli logici. Funzioni Booleane, rappresentazione circuitale, proprietà rilevanti, teoremi fondamentali, teoremi di De Morgan. Insiemi di operatori funzionalmente completi. Rappresentazione delle funzioni con mintermini e maxtermini, forme canoniche. Le mappe di Karnaugh, costruzione della rappresentazione, suo significato ed utilizzo. La minimizzazione, gli implicanti, implicanti primi ed essenziali, i don't care e loro utilità.

Progetto delle macchine combinatorie

Metodologia di progetto, codifica degli ingressi e delle uscite, costruzione delle funzioni logiche, minimizzazione realizzazione ed adattamento del circuito. Macchine fondamentali (multiplexer, demultiplexer, decodificatori, addizionatore, circuito di carry look-ahead). Il tempo nelle macchine combinatorie, tempo di risposta e ritardo inerziale. Le sequenze e loro classificazione. Il concetto di clock. Classificazione delle macchine in funzione del comportamento temporale. Le alee e le loro soluzioni: alee multiple, da impulsi concomitanti, alee statiche, alee dinamiche. Esercizi svolti sulle macchine combinatorie.

Macchine e reti sequenziali

Introduzione. Utilizzo degli automi (Mealy e Moore). Schemi realizzativi di Huffman per macchine sequenziali. Le reti sequenziali e loro classificazione. Classificazione dei flip-flop per funzionalità e tempificazione. I flip-flop come macchine asincrone, le tabelle/automi dei flip-flop. I flip-flop RS, D, T, JK di tipo latch, ETS, ETD, MS. Il flip-flop JK-RS. Il problema del pilotaggio e del reset dei flip-flop. Progettazione di macchine sincrone. Metodologia di progetto, analisi del problema, definizione e scelta della macchina, scelta dei flip flop, progetto della rete combinatoria, realizzazione. Problemi di adattamento del progetto a nuovi tipi di flip-flop (reti di pilotaggio, progettazione degli eccitamenti). Il problema della minimizzazione degli stati: indistinguibilità di stati, regola di Paull-Unger, tecnica della tabella delle implicazioni per l'eliminazione di stati equivalenti. Macchine sequenziali notevoli: i contatori e gli shift register. Progettazione di macchine asincrone: definizione del modo fondamentale, problema delle corse critiche e tecniche di eliminazione. Esercizi svolti sulle macchine sequenziali sincrone e asincrone.

Le memorie e i dispositivi programmabili

Buffer e logica Three-state. Interfacciamento di dispositive in un sistema a microprocessore.