 |
SIMONE BENATTI
Ricercatore t.d. art. 24 c. 3 lett. B
Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria
|
Insegnamento: Sistemi Elettronici Digitali
Ingegneria elettronica (Offerta formativa 2024)
Obiettivi formativi
Il corso intende fornire agli studenti una esaustiva introduzione ai sistemi embedded attraverso l'analisi dell'architettura dei microcontrollori basati su ARM Cortex-M4.
Verranno anche proposti approfondimenti ed esercitazioni pratiche su piattaforme embedded commerciali, per verificare l'apprendimento dei concetti e degli argomenti spiegati.
Prerequisiti
Conoscenza del linguaggio C
Conoscenza dei principali concetti di elettronica digitale e reti logiche.
Programma del corso
1 CFU :
Introduzione ai sistemi embedded
Introduzione ai microcontrollori
Introduzione all'ambiente di sviluppo (CubeIDE)
2 CFU
.Panoramica e dettagli sull'architettura ARM Cortex M4–CORE e sui suoi elementi principali
Instruction Set Architecture e Assembly
Pipeline
Interrupt
Programmer's model
Register file
2 CFU
Analisi delle principali connessioni del Core ARM con le periferiche del microcontrollore
AMBA Bus AHB e APB
Memorie
DMA
3 CFU
Analisi dettagliata di architettura, configurazione e funzionamento delle periferiche del microcontrollore STM32 F407, con esercitazioni e dimostrazioni di tecniche di debug avanzato
GPIO
SPI,
UART,
Timers
Analog to Digital Converter
1 CFU
Estensioni delle funzionalita DSP, librerie CMSIS e ottimizzazione del codice.
DSP e Floating Point Unit
CMSIS Library
Code optimization
Metodi didattici
L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza che vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni in Power Point) ed esercitazioni pratiche di laboratorio, svolte in presenza operando a piccoli gruppi. La frequenza alle lezioni frontali in presenza non è obbligatoria. L’insegnamento è erogato in lingua italiana.
Testi di riferimento
The Definitive Guide to ARM Cortex-M3 and Cortex-M4 Processors,Joseph You (available online in PDF)–
The Designer’s Guide to the Cortex-M Processor Family,Trevor Martin (available online in PDF)
Slides delle lezioni disponibili su dolly.ingmo.unimore.it
Verifica dell'apprendimento
La verifica si basa sulla valutazione di un progetto assegnato durante l'ultima esercitazione e su una prova orale, secondo le modalità di un colloquio tra Docente ed esaminando/a di durata approssimativa di 30 minuti nell’arco dei quali al/la candidato/a verranno proposte tendenzialmente tre domande, con grado di approfondimento (e difficoltà) crescente e su diverse aree del programma. Il progetto puo’ essere consegnato una volta sola e rimane valido per tutto l’Anno Accademico. Gli esami orali si svolgono nell’arco del calendario didattico dell’offerta formativa e per ogni appello lo/a studente/essa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la Piattaforma EsseTre.
Il voto è espresso in trentesimi ed è necessario ai fini di superamento dell’esame il raggiungimento della soglia di 18/30.
Risultati attesi
1) Conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente dovra essere in grado di padroneggiare i concetti base e le problematiche relative ai sistemi embedded e poter proporre, sulla base delle conoscenze acquisite le direzioni di soluzione di semplici problemi
2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Dal punto di vista applicativo, lo studente avra la capacita di utilizzare un micorcontrollore per semplici acquisizioni di segnali da sensori esterni (con backend digitale o analogico)
3) Autonomia di giudizio
Verificare il proprio grado di apprendimento e comprensione dei concetti esposti grazie alla possibilità d’intervento a lezione e alle esercitazioni proposte durante il corso
4) Abilità comunicative
Esprimere in modo corretto e logico le proprie conoscenze, riconoscendo l’argomento richiesto e rispondendo in modo puntuale e completo alle domande d’esame.
5) Capacità di apprendimento
Approfondire le nozioni apprese per proseguire il proprio percorso universitario mettendo a frutto terminologia, schemi, concetti quali strumenti per raggiungere una conoscenza dei sistemi embedded.