Ingegneria elettronica

Elettronica Analogica (9 cfu)

• Il corso di Elettronica Analogica include l'analisi della struttura circuitale e delle proprieta' degli amplificatori operazionali integrati, la trattazione della teoria della reazione in senso generale, l'analisi e il progetto di circuiti per il trattamento del segnale. Vengono inoltre affrontati lo studio del rumore nei componenti e circuiti elettronici e la progettazione di amplificatori a basso rumore.

Elettronica delle telecomunicazioni (9 cfu)

• Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente le conoscenze di base sull'architettura e il dimensionamento di un sistema di telecomunicazioni, insieme agli strumenti per l'analisi e la sintesi dei singoli blocchi funzionali che ne costituiscono il front end, quali: Low Noise Amplifiers (LNA), oscillatori, mixer, anelli ad aggancio di fase, amplificatori di potenza, modulatori e demodulatori.

Telecomunicazioni (9 cfu)

• Verranno affrontati i più diffusi metodi di modulazione analogica e numerica mettendo in evidenza le caratteristiche dello spettro risultante. Saranno descritti i relativi sistemi di demodulazione.

Campi elettromagnetici (9 cfu)

• Le equazioni di Maxwell e le leggi fondamentali dei campi elettromagnetici dinamici. Analisi della propagazione in spazio libero attraverso lo studio delle onde piane omogenee. I fenomeni della riflessione e trasmissione delle onde elettromagnetiche. Teoria delle linee di trasmissione e carta di Smith, le reti di adattamento di impedenza. Propagazione guidata ed esempi di strutture guidanti: cavi coassiali, linee a microstriscia, stripline, coplanar waveguide, guide d'onda rettangolari e circolari. Cenni a dispositivi passivi, a microstriscia e in guida d'onda, e loro caratterizzazione mediante la matrice di scattering. Circuito elettrico equivalente di un'antenna in ricezione e in trasmissione, parametri caratteristici di un'antenna.
  

Tecnologie microelettroniche (6 cfu)

• Verranno trattate le tecniche di base e quelle più avanzate per la fabbricazione di circuiti integrati VLSI e ULSI in silicio nonché le apparecchiature necessarie, esemplificandone l’applicazione con la descrizione dei principali processi di integrazione (CMOS, BJT). Il corso avrà per oggetto anche i dispositivi ultraveloci in SiGe e altri semiconduttori composti.

Progettazione di sistemi microelettronici (12 cfu)

• L’obiettivo del modulo analogico è fornire agli studenti le conoscenze fondamentali per affrontare la progettazione di circuiti integrati. Verranno illustrati gli aspetti più importanti del flusso di progettazione full custom, facendo riferimento agli strumenti CAD a disposizione del progettista, fornendo inoltre agli studenti l’occasione di utilizzare un ambiente EDA (Electronic Design Automation) di tipo didattico. Verrà affrontato lo studio sistematico dei circuiti elementari che costituiscono la base dei sistemi analogici integrati, evidenziando i parametri che influenzano le prestazioni.
  
  Gli obiettivi formativi del modulo digitale sono quelli di dare agli studenti la conoscenza degli aspetti fondamentali della progettazione dei circuiti
  integrati digitali e dei relativi strumenti software di ausilio alla progettazione e alla verifica. In particolare saranno illustrati i circuiti e le architetture dei principali blocchi per l’elaborazione dei segnali con cui sintetizzare sistemi complessi rispetto ai requisiti di area, velocità di elaborazione, consumo di potenza ed affidabilità.
  
  

Elettronica di potenza e di controllo (6 cfu)

• Il corso di elettronica di potenza e controllo si propone di fornire allo studente una conoscenza dettagliata dei dispositivi di potenza a semiconduttore, dei circuiti principali di conversione dell'energia elettrica, del problema termico in elettronica di potenza, di applicazioni
  quali il controllo dei motori elettrici dc, sincroni e asincroni. Saranno inoltre affrontati alcuni aspetti relativi alla teoria dei controlli e ai moderni sistemi di controllo industriale basati su reti di sensori estese.
  

A scelta (9 cfu)

• Lo studente potrà scegliere una seconda attività tra i 5 moduli da 9 CFU offerti nei gruppi di orientamento che verrà automaticamente riconosciuta; altre scelte sono soggette ad approvazione da parte del Consiglio di Corso di Studio.

Progettazione di sistemi digitali (9 cfu)

• L’insegnamento ha lo scopo di analizzare il flusso di progetto di un circuito integrato digitale semi-custom (ASIC), a partire dalla descrizione strutturale “pre-layout” del sistema. Verranno quindi prese in considerazione tematiche relative alla progettazione circuitale e al dimensionamento delle geometrie per celle full-custom da integrare nel progetto semi-custom. Si intende inoltre presentare e analizzare a vari livelli (elettrico, logico, sistemistico) i più aggiornati componenti personalizzabili dall’utente, disponibili commercialmente per la realizzazione di sistemi elettronici. In particolare saranno prima esaminate le diverse strutture programmabili caratterizzate dagli acronimi PAL, PLD e FPGA, approfondendo le soluzioni tecnologiche, circuitali e di architettura adottate per la loro realizzazione.

Prova Finale (18 cfu)

• A completamento delle attività formative lo studente deve svolgere una attività sperimentale, teorica, o di progettazione, con contenuti innovativi, in uno dei settori oggetto di formazione del Corso di Studio. L’attività è svolta sotto la guida di un docente scelto dallo studente tra i docenti del CDS, che assume il ruolo di relatore. L’attività svolta e i risultati originali conseguiti sono documentati in una tesi scritta. La prova finale per il conseguimento del titolo comprende la presentazione della tesi, anche con dimostrazioni e sussidi multimediali, e la relativa discussione.

Progettazione di sensori e microsistemi (9 cfu)

• L’insegnamento intende fornire nozioni sui principi di funzionamento ed elementi di progetto delle principali classi di sensori, trasduttori e attuatori per impieghi in ambito industriale, nella bioingegneria, nel monitoraggio ambientale. Sarà affrontato il problema dell’interfacciamento del sensore e del suo inserimento in un semplice sistema elettronico. Saranno poi forniti elementi di progetto di sistemi microelettromeccanici integrati (MEMS). Saranno analizzate le tecnologie di fabbricazione dei MEMS, i tools CAD di progetto e i processi di integrazione di microsistemi secondo le attuali filosofie di realizzazione (bulk e surface micromachining). Saranno discussi esempi di MEMS per le principali classi di applicazione come la commutazione di reti ottiche, i sensori inerziali per automotive, i microsistemi per analisi genetiche.

Sistemi di elaborazione (6 cfu)

• L’insegnamento ha lo scopo di descrivere le caratteristiche principali, il funzionamento e la struttura di un sistema operativo, con particolare riferimento ai sistemi più diffusi (Windows, Unix) e alle loro varianti. Verranno fornite definizioni ed elementi relativi alla gestione dei processi, della memoria e dei files in un sistema di elaborazione. Verranno esaminate le condizioni di blocco critico e le strategie per prevenirle e risolverle. Si farà anche cenno ai sistemi operativi in tempo reale, ai sistemi operativi distribuiti e alla comunicazione tra processi e tra nodi.

9 cfu a scelta nel gruppo GM

• esami di percorso

• Sistemi Embedded (9 cfu)

  • Fornire la conoscenza delle tecniche e metodologie di progetto e verifica di sistemi elettronici digitali e/o misti (analogici/digitali e di potenza) su piattaforma integrata, costituiti da unità di calcolo (CPU) programmabile, coprocessori e periferiche aggiuntive per interfacce di sensori o attuatori e per comunicazione. Parte qualificante del corso è il progetto in laboratorio di un sistema embedded realizzato con componenti FPGA (con processore integrato e logica programmabile) su scheda elettronica dimostrativa.

• Progettazione mixed signal (9 cfu)

  • L’argomento del corso è la progettazione di sistemi elettronici per la lettura e l’elaborazione di segnali provenienti da sensori. Verranno descritte architetture avanzate, fornendo gli elementi per la progettazione degli stessi a partire da specifiche di offset, velocità e rumore. Verranno introdotte le tecniche di progettazione ed impiego di convertitori analogico digitali ad altre prestazioni e dispositivi per il digital signal processing (DSP). Saranno fornite inoltre competenze di base relative al linguaggio VHDL-AMS, dedicato alla rappresentazione e simulazione di sistemi misti analogici e digitali.

• Nanoelettronica (9 cfu)

  • Il corso di Nanoelettronica si occupa dei dispositivi elettronici su scala nanometrica, sia dal punto di vista della tecnologia CMOS tradizionale ultrascalata sia da quello degli approcci innovativi che si basano su proprieta` quantistiche o comunque su effetti, come la Coulomb blockade, che diventano importanti su questa scala dimensionale. Oltre all'analisi teorica e alla simulazione, vengono presi in esame anche gli aspetti tecnologici dei moderni processi CMOS e della fabbricazione dei nanodispositivi.

• Elettronica dei sistemi wireless (9 cfu)

  • Il Corso ha l'obiettivo di guidare lo studente alla progettazione avanzata di circuiti integrati a radiofrequenza e microonde, e di introdurre la progettazione, realizzazione e gestione di infrastruttture wireless quali: reti di sensori, sistemi RFID, WLAN, reti radiomobile ecc. A tal fine verranno presentati dal docente e direttamente utilizzati dagli studenti gli strumenti CAD più evoluti attualmente a disposizione del progettista.

• Bioelettronica (9 cfu)

  • Il corso presenta diverse tipologie di sistemi elettromedicali, dalla grande strumentazione diagnostica per immagini ai sistemi di misura dei diversi parametri di interesse biomedico e ai sistemi di utilità terapeutica e impiantabili. Verranno esaminati, con attenzione agli aspetti progettuali, principi di funzionamento, architetture, circuiti e componenti caratteristici dei diversi sistemi, comprendendo in questi le tematiche legate all´acquisizione di segnali di interesse biomedico tramite diversi tipi di biosensori ed elettrodi. Saranno forniti cenni relativi all'affidabilità e alle normative di riferimento per la progettazione di sistemi elettromedicali e di supporto alla vita.