# Elettronica/Introduzioni alle reti logiche

Elettronica
Copertina Tutti i moduli · Sviluppo

## Introduzione

* Richiami di teoria dei segnaliElettronica/Richiami di teoria dei segnali
* Richiami di Teoria dei SistemiElettronica/Richiami di Teoria dei Sistemi
* Applicazione elettrotecnicaElettronica/Applicazione elettrotecnica

## Dispositivi a Semiconduttore

* Fisica dei semiconduttoriElettronica/Fisica dei semiconduttori
* DiodiElettronica/Diodi
* Transistor BipolariElettronica/Transistor Bipolari
* Transistor ad effetto di campoElettronica/Transistor ad effetto di campo
* MEMS e Dispositivi Optoelettronici
* Tecnologia dei circuiti integrati
* Tecnologia dei circuiti stampati
* Caratterizzazione dei dispositivi a semiconduttore

## Elettronica Analogica

* Premessa - Regime dei piccoli SegnaliElettronica/Premessa - Regime dei piccoli Segnali
* Amplificatori a componenti discreti
* Amplificatori operazionali
* Struttura interna degli amplificatori operazionali
* Filtri attivi e passiviElettronica/Filtri attivi e passivi
* Oscillatori e generatori di forme d'onda
* Alimentatori controllati e riferimenti di tensione

## Elettronica Digitale

* Introduzioni alle reti logicheElettronica/Introduzioni alle reti logiche
* Principali famiglie logicheElettronica/Principali famiglie logiche
* Circuiti aritmetici e combinatori
* Circuiti sequenziali
* Interconnessioni nei circuiti integrati
* Organizzazione di un Microprocessore
* Circuiti logici riconfigurabili
* Progettazione di sistemi elettronici digitali
* VHDL e Verilog
* Interfacciamento standard tra circuiti digitali

## Circuiti elettronici per microonde e radiofrequenze

* Linee di trasmissione e circuiti a parametri distribuiti
* Campi elettromagnetici e propagazione libera
* Antenne
* Circuiti passivi a microonde
* Circuiti attivi a microonde
* Compatibiltà elettromagnetica

## Modellistica matematica dei dispositivi elettronici

* Introduzione ai modelli matematici e alle simulazioni
* Principali modelli matematici utilizzati in Elettronica
* Integrazione numerica e simulazione di sistemi dinamici
* Metodo delle differenze finite
* Metodo degli elementi finiti
* SPICE, Gnucap e altri simulatori
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Una rete logica è un modello che serve per rappresentare e risolvere un problema logico facendo uso di variabili booleane ovvero che possano assumere solo due valori denominati 0 e 1 logico. Alla base di questa rappresentazione c'è l'algebra booleana. Le reti logiche possono essere di due tipi: reti combinatorie e reti sequenziali. Le prime sono reti le cui uscite dipendono solo da una combinazione delle variabili in ingresso, le seconde invece hanno memoria nel senso che l'uscita non dipende solo dagli ingressi in quell'istante ma anche dalle uscite precedenti. Reti di questo tipo sono anche sincrone ovviamente perché l'istante non è un concetto generico ma è rigorosamente scandito dal clock. Il segnale di clock scandisce la temporizzazione con cui vengono campionati gli eventi che interessano il sistema. In questo capitolo saranno descritti i fondamentali dell'algebra booleana e i principali concetti alla base delle reti logiche. Una trattazione rigorosa esula dagli scopi di questo capitolo e per essa si rimanda a testi specializzati come "Reti logiche e calcolatori" di Fabrizio Luccio e Linda Pagli.

# Operazioni Booleane

Le possibili operazioni booleane sono definite così come segue:
1) NOT -> è una operazione unaria che consiste nel negare una variabile booleana. Se la variabile vale 1 la sua negata vale 0 e viceversa
2) AND -> è anche nota come prodotto logico. Il risultato di questa operazione è 1 solo se tutte le variabili coinvolte valgono 1
3) OR -> è anche nota come somma logica. Il risultato è 1 se almeno una delle variabili coinvolte vale 1
4) XOR -> questa funzione è alla base dei circuiti aritmentici e può essere ottenuta per combinazione delle altre precedenti.
Per ognuna di queste funzioni è possibile definire una tabella di verità in cui vengono enunciati i valori in uscita in base ai valori in ingresso.

# Funzioni booleane

A partire dalle operazioni logiche fondamentali è possibile ottenere funzioni più complesse combinando assieme più variabili booleane. Da qui il nome Reti Combinatorie ovvero reti che formano una combinazione di variabili per mezzo degli operatori logici. Per esempio il termine $a\cdot b$ sarebbe mettere in AND le variabili a e b. Se abbiamo più condizioni da rispettare che possono essere congiunte tra loro entra in ballo l'operatore di OR: $a\cdot b+c\cdot d$; Questo si legge come a AND b OR c AND d e significa che la rete darà in uscita un uno logico solo se saranno vere contemporaneamente a e b oppure c e d oppure ancora a, b e c ma non d oppure ancora a,c e d ma non b e così via. In pratica avremo in uscita un 1 logico purché una delle due operazioni di AND dia un 1 logico. Tutto questo può viene generalmente accompagnato da due rappresentazioni: 1) Le tabelle della verità
2) Gli schemi a porte logiche
Mentre per le tabelle di verità si è già spesa qualche parolina, vale ora la pena di descrivere un po' meglio a che serve quest'altro metodo di rappresentazione.

## Le porte logiche

Le porte logiche sono alla base dell'elettronica digitale. Ciascuna funzione logica che serve a ottenere il risultato voluto può venire rappresentata sotto forma di porte logiche. L'elettronica digitale si occupa di implementare fisicamente le porte logiche facendo uso di dispositivi elettronici. Quindi se vogliamo uno schema a porte logiche non è altro che l'ultimo livello dell'astratto mondo matematico booleano e la sua realizzazione pratica è il circuito su silicio vero e proprio.