A.A. 2013-2014 ELETTRONICA T-A ELETTRONICA T Elena Gnani University of Bologna Elena Gnani Informazioni generali Destinatari del corso Studenti che devono acquisire 6 crediti sotto la denominazione Elettronica T-A o Elettronica T. secondo anno del CL in Ingegneria gestionale (G) terzo anno del CL in Ingegneria energetica (EN) 2 Elena Gnani Informazioni generali Materiale didattico GNANI - ELETTRONICA DIGITALE DI BASE A.A.2013-14 ISBN 9781308077789 Libreria PITAGORA - VIA SARAGOZZA 112 Libreria BOOKSTOP - VIA MARSALA 27-B P. Spirito, Elettronica digitale, McGraw-Hill. Fummi, Sami, Silvano, Progettazione digitale, McGraw-Hill. Appunti delle lezioni. 3 Elena Gnani Informazioni generali Iscrizione agli appelli d’esame Gli Studenti devono iscriversi nelle liste disponibili sul sito https://almaesami.unibo.it Non sono ammesse altre modalità d’iscrizione. Gli Studenti non in grado di iscriversi (perché, ad es., in corso di trasferimento) devono segnalare tempestivamente la cosa per evitare sgradevoli problemi al momento dell’appello. Come luogo degli appelli orali verrà data l’indicazione Ex Aula 3.2. Terzo piano edificio vecchio entrata viale Risorgimento. 4 Elena Gnani Modalità d’esame Ci sarà un solo appello scritto alla fine delle lezioni. 12 giugno 2014 aule 6.1-6.2 ore 14-17 Tutti gli altri esami saranno orali: 6 appelli L’esame è su tutti gli argomenti svolti nel corso. In passato è avvenuto che si siano presentati all’esame Studenti con una situazione amministrativa non corretta. Gli Studenti sono pregati di controllare in anticipo la propria situazione amministrativa. Gli Studenti sono pregati di non richiedere verbalizzazioni al di fuori degli appelli. La verbalizzazione deve essere svolta alla presenza dello Studente interessato. 5 Elena Gnani Informazioni generali Ricevimento studenti Per il ricevimento si consiglia di chiedere un appuntamento telefonando al numero di ufficio 051-2093773 (93773 dai citofoni interni della Facoltà), oppure inviando una mail [email protected] Il mio ufficio si trova presso il Laboratorio di Microelettronica situato nell’edificio principale della Facoltà (scalone principale terzo piano corridoio terza porta a sinistra citofono). 6 A.A. 2013-2014 ELETTRONICA T-A ELETTRONICA T Elena Gnani University of Bologna Elena Gnani L’elettronica nella vita reale 8 Elena Gnani Cenni storici 1895: Marconi - Prime trasmissioni radio. 1904: Fleming – Diodo con Tubi a Vuoto. 1906: Deforest –Triodo con Tubi a Vuoto– Inizia l’era dell’elettronica. 1925: Lienfeld – richiesta di brevetto su dispositivi ad effetto di campo. 1946: Primo calcolatore elettronico (ENIAC), costruito a partire dal 1942 presso l'Università della Pennsylvania. 9 Elena Gnani Cenni storici 10 Elena Gnani Cenni storici 1961: Fairchild Semiconductor - Primo circuito integrato (IC) commerciale. 1961: Hofstein e Heiman (Laboratori RCA) primo transistor MOSFET. 1963: Wanlass e Sah (Fairchlid) – invenzione CMOS. 1967: Fairchild Semiconductor - primo chip di memoria RAM da 256 bits. Il chip contiene più di mille transistor. 1969: Intel - Primo processore (Intel4004, a 4 bit). 1000 transistors 1 MHz operation 11 Elena Gnani Cenni storici 1961: Fairchild Semiconductor - Primo circuito integrato (IC) commerciale. 1961: Hofstein e Heiman (Laboratori RCA) primo transistor MOSFET. 1963: Wanlass e Sah (Fairchlid) – invenzione CMOS. 1967: Fairchild Semiconductor - primo chip di memoria RAM da 256 bits. Il chip contiene più di mille transistor. 1969: Intel - Primo processore (Intel4004, a 4 bit). 1972: Intel - Microprocessore Intel 8008 (a 8 bit). 3.500 transistor in tecnologia da 10 m. E' il primo processore capace di riconoscere tutti i caratteri dell'alfabeto (lettere e numeri). 12 Elena Gnani Sviluppo dei microprocessori Legge di Moore (anni ’60): il numero transistor integrati su un chip raddoppierà ogni 18 mesi. > 1 billion!! 13 Elena Gnani Dissipazione di potenza La potenza dissipata limita l’incremento di prestazioni nei moderni microprocessori 100000 18KW 5KW 1.5KW 500W Power (Watts) 10000 1000 100 Pentium® proc 286 486 8086 386 10 8085 8080 8008 1 4004 0.1 1971 1974 1978 1985 1992 2000 2004 2008 Year 14 Elena Gnani Applicazioni non solo microprocessori!!! 15 Elena Gnani Convergenza di applicazioni Convergenza tra applicazioni mobili e "home electronics" Wireless, Mobility Video, Gaming MID Segment 16 Elena Gnani Telefono cellulare Milioni di persone in tutto il mondo utilizzano telefoni cellulari. Oggigiorno i telefoni cellulari forniscono una serie sempre maggiore di funzioni. E’ possibile: Inviare messaggi di testo Memorizzare le informazioni di contatto Creare attività e tenere traccia di appuntamenti Inviare o ricevere e-mail Ottenere informazioni (news, intrattenimento, quotazioni di borsa) da Internet Guardare la TV Connetterli con altri dispositivi come PDA, lettori MP3 e ricevitori GPS 17 Elena Gnani Smartphone 18 Elena Gnani Ma cosa c’è dentro? Oggigiorno il telefono cellulare è uno dei dispositivi più complessi dal punto di vista della progettazione. I cellulari moderni sono in grado di elaborare miliardi di calcoli al secondo, al fine di comprimere e decomprimere il flusso vocale e i dati trasmessi/ricevuti. All’esterno si possono vedere: 19 Un microfono Un altoparlante Un LCD o schermo capacitivo Una tastiera Un'antenna Una batteria Elena Gnani Ma cosa c’è dentro? 20 Elena Gnani Ma cosa c’è dentro? - Sensori 21 Elena Gnani Ma cosa c’è dentro? Convertitore analogico-digitale (ADC) e digitale analogico (DAC). Digital Signal Processor (DSP)- un processore altamente progettato per eseguire le operazioni di elaborazione dei segnali. Il microprocessore (CPU) svolge tutte le operazioni logiche e matematiche e coordina il resto delle funzioni sulla scheda. Memoria La sezione RF per la trasmissione e ricezione dei segnali 22 Elena Gnani Produzione Wafer (fetta) Die 23 Elena Gnani Produzione 24 Elena Gnani Riduzione delle dimensioni 25 Elena Gnani Investimenti in nuovi macchinari 26
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