ARCHITETTURE DEI SISTEMI A MICROPROCESSORE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2020/2021
- Docente
- MICHELE BALESTRA
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- ING-INF/05
Obiettivi formativi
- Il corso intende fornire le conoscenze relative alla l'analisi e la sintesi di sistemi a microprocessore (microprocessori, sottosistemi di memorie, controllori di input/output, periferiche e controller esterni).
In particolare lo studente acquisirà le conoscenze relative al progetto di sistemi digitali basati su processori ARM CORTEX M e CORTEX A e relativi periferici.
Al termine del corso lo studente acquisirà l'abilità di progetto di sistemi digitali basati su microprocessori e microcontrollori. In particolare sarà in grado di eseguire analisi di requisiti e di declinarli in un progetto di sistema e in un successivo progetto di dettaglio hardware e di progettare i relativi driver di controllo delle principali periferiche di sistema. Prerequisiti
- E' necessario avere acquisito le competenze fornite negli Insegnamenti di:
- calcolatori elettronici
- sistemi operativi
- elettronica digitale
- analisi e sintesi dei circuiti digitali
- fondamenti di informatica
Inoltre è necessario avere padronanza nella programmazione in linguaggio C/C++ Contenuti del corso
- Vengono esaminati in modo dettagliato i processori ARM CORTEX M e CORTEX A nella loro struttura interna, nella struttura di bus AMBA e sono studiati i principali meccanismi di gestione dello scambio di informazioni interno al processore.
Sono inoltre studiati i relativi periferici, quali controllori di porte seriali sincrone, controller di bus paralleli, timer programmabili, controllori per l'accesso diretto alla memoria e per la gestione delle interruzioni.
Viene inoltre studiato nel dettaglio il metodo di interfacciamento di memorie esterne su bus parallelo e viene studiata la porta FSMC.
Sono inoltre studiati sistemi di gestione dei bus esterni tipici di architetture più complesse quali: ISA, EISA, PCI, AGP, USB, SCSI, IDE, SATA, COM express, PCI express.
Sono studiate anche le principali porte video: Displayport, HDMI, DVI, LVDS, VGA
e le principali porte audio (AC97).
Sono inoltre studiati alcuni controller per la connettività esterna dei sistemi a microcontrollore e microprocessore: GPIB, USB, CAN, Ethernet, Firewire.
Saranno descritti i principali metodi di progetto con uso di SOM (System on Module).
Sono studiati nel dettaglio sistemi multicore eterogenei quali processori a doppio core CORTEX M4 + CORTEX M0.
Sono studiati i processori CORTEX R52 dedicati a sistemi safety Critical.
Sono infine studiate le architetture ridondanti a norma di functional safety secondo la norma IEC61508. Metodi didattici
- Il corso è organizzato in una parte di lezioni teoriche frontali e una parte di sviluppo di progetto di sistema di elaborazione basato su un microrpocessore di uso attuale.
Sono assegnati progetti a gruppi di studenti o a studenti singoli, in base alla complessità, e vengono forniti gli strumenti per lo sviluppo di un progetto hardware e/o firmware su un sistema complesso.
Durante le lezioni sono analizzati i data sheet di dispositivi complessi utilizzati in diversi ambiti: general purpose, industrial, automotive e avionico. Modalità di verifica dell'apprendimento
- La verifica dell'apprendimento avverrà mediante colloquio orale con il docente per la verifica delle conoscenze acquisite.
Saranno inoltre discussi negli aspetti di sistema, di progetto hardware e software gli eventuali progetti assegnati dal docente agli studenti durante il corso, per la verifica delle abilità progettuali acquisite durante il corso.
La valutazione finale sarà calcolata sia sul colloquio che sul livello di qualità del progetto eventualmente sviluppato.
Il superamento dell'esame è prova di aver acquisito le conoscenze e le abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento. Testi di riferimento
- Dispense del corso redatte a cura del docente.
