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FONDAMENTI DI ELETTRONICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
questo insegnamento si propone di fornire agli allievi le conoscenze necessarie per la analisi e la sintesi dei sistemi elettronici mostrati a lezione e i mezzi matematici per la loro risoluzione. Il corso ha carattere applicativo e teorico, è quindi importante che oltre alla conoscenza degli argomenti di teoria lo studente sia capace di risolvere problemi concreti, come quelli presentati durante le esercitazioni.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
gli studenti avranno compreso le tecniche di analisi e di sintesi utilizzate nel trattamento dei sistemi elettronici mostrati a lezione, ed acquisito le conoscenze necessarie per realizzare simulazioni tramite software di diverso tipo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
gli studenti saranno in grado di valutare quale metodo conviene impiegare per la la analisi del sistema in esame, con lo scopo di semplificare e rendere più affidabile la soluzione e la sua simulazione.
Infine, saranno in grado di usare diversi software per effettuare l'analisi di sistemi elettronici in differenti regimi di funzionamento.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
le modalità di verifica implementate porteranno gli studenti a 1) saper scegliere con rapidità la metodologia da adottare per la risoluzione dei problemi proposti, e 2) essere in grado di illustrare in modo sintetico ed analitico le tematiche oggetto del corso facendo uso di equazioni e schemi.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO e AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
con il materiale didattico presentato a lezione (sia scritto che video) e la lista di riferimenti bibliografici proposta dai docenti, gli studenti hanno la possibilità di allargare autonomamente la propria conoscenza della materia integrando tematiche non direttamente affrontate nel corso.
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RE MARCO
( programma)
GENERALITA SUI SISTEMI DIGITALI
SISTEMI SEQUENZIALI E SISTEMI COMBINATORI
CODICI
SPECIFICA DI DISTEMI COMBINATORI
PORTE LOGICHE IN TECNOLOGIA CMOS
SINTESI DI SISTEMI COMBINATORI MEDIANTE FORME CANONICHE EMAMPE DI KARNAUGH
SISTEMI SEQUENZIALI SPECIFICA
MACCHINE DI MEALY E DI MOORE
TABELLA DI TRANSIZIONE DI STATO
DIAGRAMMA DI STATO
FLIP FLOP
LATCH
SINTESI DI MACCHINE SEQUENZIALI
PLA-PLD
FPGA CENNI
ANALISI DEL TIMING DI CIRCUITI SEQUENZIALI E COMBINATORI
 SLIDES DEL DOCENTE
Book: Introduction to Digital Systems
Authors: Milos Ercegovac, Tomas Lang, Jaime H. Moreno
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MARTINELLI EUGENIO
( programma)
Nella parte di elettronica analogica del corso di Fondamenti di elettronica verranno trattati i seguenti argomenti:
- I bipoli ( resistenze, induttori, capacità, generatori di tensione e corrente)
- Leggi di Kirkoff ai nodi e alle maglie e risoluzione dei circuiti.
- Circuiti RC, CR RL , LR e RLC e loro risoluzione nel tempo e nel dominio della frequenza.
- Reti due porte e loro rappresentazioni ( matrice Z, Y, matrici a parametri ibridi etc…)
- I semiconduttori e la struttura a bande, il drogaggio e le correnti di diffusione e di drift.
- La giunzione pn
- Il diodo e i principali circuiti con i diodi.
- Il transistor ( funzionamento, polarizzazione, circuito per piccoli segnali, amplificazione in corrente e tensione, impedenza di ingresso)
- Analisi delle prestazioni e delle caratteristiche delle configurazioni a collettore, emettitore e base comune.
- Specchi di corrente
- Il MOSFET ( funzionamento, circuito di polarizzazione e per piccoli segnali).
Circuiti per la microelettronica, Adel S. Sedra,Kenneth C. Smith,ed. Sideria
Dispense del docente
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ING-INF/01
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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FONDAMENTI DI TELECOMUNICAZIONI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI.
L'’insegnamento si propone di fornire le nozioni fondamentali, i principi architetturali e le metodologie per la progettazione di Sistemi e Reti di Telecomunicazioni, con specifico riferimento alle tecnologie e tecniche di livello fisico, agli aspetti relativi al controllo del collegamento dati, alle reti in area locale cablate e wireless, ed ai modi di trasferimento e commutazione. Il corso di propone inoltre di fornire gli strumenti teorici (nello specifico, basi di teoria delle code) per l'analisi ed il dimensionamento delle reti sia a commutazione di circuito che a commutazione di pacchetto.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Al termine del corso lo studente avrà acquisito i concetti fondamentali relativi a trasmissione, commutazione, architetture e protocolli di sistemi e reti di telecomunicazione. Sarà inoltre in grado di comprendere gli aspetti e le metriche prestazionali relative al dimensionamento di tali sistemi e reti, e sarà in grado di decidere quali tecnologie adottare al variare dei contesti e scenari applicativi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Le competenze tecniche e metodologiche acquisite permetteranno allo studente di affrontare numerosi problemi reali relativi al dimensionamento di sistemi e reti di telecomunicazioni. Lo studente sarà inoltre in grado di ottimizzare tali sistemi tenendo contemporaneamente in considerazione sia aspetti relativi al guadagno di multiplazione, che aspetti relativi a trasmissione e propagazione.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Con l'obiettivo di ampliare lo scenario applicativo delle metodologie proposte, il corso permetterà allo studente di confrontarsi con problemi di dimensionamento presi anche da contesti non strettamente legati ai sistemi e le reti di telecomunicazioni, ampliando significativamente la sua capacità di applicare con autonomia di giudizio gli strumenti e le metodologie insegnate.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Al termine del corso lo studente avrà acquisito padronanza della terminologia relativa alle tecnologie, ai sistemi ed alle reti di telecomunicazioni, e sarà in grado di usare un linguaggio tecnico appropriato ed attuale nelle proprie presentazioni ed argomentazioni.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Il corso stimolerà lo studente all'auto-apprendimento - necessario vista la rapida obsolescenza delle tecnologie in questione - fornendo numerosi esempi e puntatori a fonti informative esterne sia per aspetti tecnologici che metodologici.
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BIANCHI GIUSEPPE
( programma)
1 - Introduzione al corso.
1.1 generalità: Segnali, trasmissioni, reti, architetture, protocolli, incapsulamento. Architettura di Internet. Servizi, sistemi, strati protocollari, modello OSI vs. TCP/IP, cenni ad attacchi (ARP poisoning, DNS spoofing) e vulnerabilità.
1.2: modi di trasferimento: Multiplazione e commutazione. Multiplazione TDM: trama, slot. Commutazione a circuito. Segnalazione. Commutazione a pacchetto: vantaggi e svantaggi. Commutazione a circuito virtuale, label switching, esempi (MPLS, TOR).
1.3 Accesso multiplo: concetti di base, FDMA, TDMA, hybrid TDMA/FDMA, cenni a CDMA. Acesso casuale: ALOHA, prestazioni di ALOHA e Slotted Aloha, carrier sense (CSMA) e vantaggi su ALOHA.
2. Tecnologie di rete in area locale.
2.1. Ethernet di base. Storia, standardizzazione 802, mezzi trasmissivi, topologie, hub ed architetture a stella. Trama ethernet: preamboli e codifica, indirizzi, CRC. Accesso multiplo: CSMA/CD, collisioni, diametro di rete, backoff.
2.2. Ethernet commutata: repeater, bridge e switch, dominio broadcast vs dominio collisione, buffering in bridge, cut-through, learning e forwarding, cenni a TCAM, hash tables, ed HW per forwarding, cenni a sicurezza.
2.3. Wireless LAN, interfaccia radio: introduzione, cenni storici, canale radio, adaptive modulation/coding. CSMA/CA, Hidden ACK ed Hidden terminal: virtual carrier sense; duration field, handshake RTS/CTS. Backoff: differenze con Ethernet, dettagli del protocollo DCF 802.11. Throughput in 802.11, calcolo overhead 802.11, performance anomaly e calcolo throughput con più terminali.
2.4. Wireless LAN, architettura di rete: indirizzamento in WLAN; BSS, IBSS/ad-hoc, formato trame, ESS, Distribution Service, perché 4 indirizzi in Wireless Distribution Service.
3. Controllo della trasmissione e dell’errore.
3.1. Codici per il controllo dell’errore: Error detection: Frame Check Sequence, concetto di distanza, algoritmi e polinomi per calcolo CRC. Error Correction con codici a blocchi, BCH, Reed-Solomon. Error Correction con codici convoluzionali, prestazioni asintotiche. Cenni a decodifica soft e turbo-codici.
3.2. Automatic Retransmission Request: Scenari di ritrasmissione, FEC vs ARQ vs Network Coding. Modelli per calcolo prestazioni: Stop & Wait, pipelining, condizioni per trasmissione continua. Prodotto banda ritardo. Applicazione a throughput limite di TCP. Go Back N e Selective Repeat: dettagli. Esempio: il caso del protocollo HDLC (incapsulamento, bit stuffing, byte stuffing, controllo di errore, tipologie di trame).
4. Reti radiomobili cellulari
4.1 – Basi di propagazione e canale radio: legge di Friis, modelli di attenuazione, cenni a modello a due raggi, modello con distanza di riferimento, modelli empirici (es. Okumura-Hata). Fading e modelli di fading (Modello LogNormale per shadowing), margine di fading, calcoli di outage con erf/erfc e dimensionamento celle radio.
4.2 – Gestione delle risorse in sistemi cellulari (basi): riuso delle frequenze, cluster, distanza di riuso, interferenza co-canale, esempi di dimensionamento. Settorizzazione antenne, calcolo CCI per antenne trisettorizzate e per settori a 60°.
5. Elementi di dimensionamento dei sistemi e teoria delle code.
5.1 – sistemi a circuito (pura perdita). Traffico come processo ON/OFF, descrizioe statistica, intensità del traffico. Concetto di Erlang di traffico. Statistiche del traffico offerto: distribuzione binomiale, approssimazione di Poisson. Traffico smaltito: proporzionalità del traffico smaltito e calcolo distribuzione traffico smaltito. Formula B di Erlang. Traffico smaltito in Erlang, traffico perduto, traffico piccato/livellato e traffico di trabocco, efficienza, relazioni tra le varie grandezze. Aggregazioni e multiplazione statistica. Esempi di pianificazione cellulare, con trade-off tra dimensionamento radio e dimensionamento in base al traffico
5.2 – catene di Markov: Distribuzione esponenziale negativa, assenza di memoria, paradosso della vita residua, legame con distribuzione di Poisson. Processi a stati discreti, catene, diagramma degli stati, frequenze di transizione di stato. Processo di sola nascita. Catene di Markov, equazioni di Chapman-Kolmogorov, bilancio flussi di probabilità in regime transitorio. Distribuzione stazionaria: bilancio dei flussi di probabilità a regime: teorema di conservazione.
5.3 – elementi di teoria delle code. Sistemi a coda, notazione di Kendall, discipline di servizio. Distribuzione stazionaria per coda M/M/N/N e ri-derivazione formula B di Erlang.. Coda M/M/1: introduzione e calcolo distribuzione stazionaria, indici prestazionali, ritardo di coda e nel sistema, legge di Little. Coda N/N/C e guadagno di multiplazione rispetto a C x M/M/1, formula C di Erlang. Coda M/M/C/C/K e formula di Engset.
A. Pattavina, “Reti di Telecomunicazione”, Wiley, 2007
G. Bianchi, “Introduzione alle catene di Markov”, Dispense fornite dal docente.
F. Valdoni, “Segnali e trasmissione”, dispense fornite dal docente.
Altro materiale (slides) fornito dal docente
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GIACONI MAURO
( programma)
1. Elementi di segnali e trasmissione.
1.1 Segnali: generalità, modellizzazione TX/RX, segnali particolari (gradino, segno, rettangolo, sinc, etc). Energia del segnale, potenza del segnale, impulso. sistemi lineari tempo invarianti, convoluzione, correlazione. Crosscorrelazione, autocorrelazione, relazioni principali, energia mutua. Connessione di quadripoli in cascata e mutuo adattamento.
1.2 Rappresentazione di segnali e Fourier. Famiglie di segnali ortogonali/ortonormali, funzioni circolari come segnali ortogonali, serie di Fourier, trasformata di Fourier, trasformate notevoli con esercizi, trasformate di segnali limitati nel tempo,
concetto di Banda. Teorema del campionamento / Nyquist. Ricostruzione dei segnali a partire da campioni. Segnale analitico.
1.3: elementi di trasmissione: banda minima, segnalazione binaria, comunicazione in banda base, probabilità di errore in funzione del rapporto Eb/N0. Il concetto di modulazione. Modulazione analogica. Modulazione di ampiezza, frequenza, fase. Tecniche di base di modulazione digitale: BPSK, QPSK, QAM.
A. Pattavina, “Reti di Telecomunicazione”, Wiley, 2007
G. Bianchi, “Introduzione alle catene di Markov”, Dispense fornite dal docente.
F. Valdoni, “Segnali e trasmissione”, dispense fornite dal docente.
Altro materiale (slides) fornito dal docente
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ING-INF/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
