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300022 - CSD - Circuitos y Sistemas Digitales
Unidad responsable:
300 - EETAC - Escola d'Enginyeria de Telecomunicació i Aeroespacial de Castelldefels
Unidad que imparte:
710 - EEL - Departamento de Ingeniería Electrónica
Curso:
2011
Titulación:
GRADO EN INGENIERÍA TELEMÁTICA (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria)
GRADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN (Plan 2009). (Unidad docente
Obligatoria)
Créditos ECTS:
6
Idiomas docencia:
Profesorado
Responsable:
Francesc Josep Sànchez i Robert
Otros:
Josep Jordana Barnils
Capacidades previas
Los estudiantes deben haber adquirido los conocimientos del área de tecnología electrónica que se estudian en la
asignatura Electrónica en las Telecomunicaciones (1A), tanto los de carácter teórico como las habilidades con el uso de
instrumentación de laboratorio electrónico.
Los estudiantes deben dominar los aspectos básicos de la programación en C, lenguaje que se estudia en las asignaturas
de Introducción a los Ordenadores (1A) y Proyecto de Programación (1B).
Es muy conveniente que los estudiantes hayan practicado habilidades genéricas como las que ya se tratan en los
cuatrimestres 1A y 1B. Especialmente, el trabajo cooperativo, el aprendizaje autónomo y la comunicación oral y escrita.
Requisitos
Pre-requisitos: Electrónica en las Telecomunicaciones.
Competencias de la titulación a las que contribuye la asignatura
Específicas:
1. CE 14 TELECOM. Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y
asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados. (CIN/352/2009, BOE 20.2.2009)
2. CE 15 TELECOM. Conocimiento y aplicación de los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de
hardware. (CIN/352/2009, BOE 20.2.2009)
Genéricas:
3. APRENDIZAJE AUTÓNOMO - Nivel 2: Llevar a cabo las tareas encomendadas a partir de las orientaciones básicas
dadas por el profesorado, decidiendo el tiempo que se necesita emplear para cada tarea, incluyendo aportaciones
personales y ampliando las fuentes de información indicadas.
4. COMUNICACIÓN EFICAZ ORAL Y ESCRITA - Nivel 2: Utilizar estrategias para preparar y llevar a cabo las
presentaciones orales y redactar textos y documentos con un contenido coherente, una estructura y un estilo
adecuados y un buen nivel ortográfico y gramatical.
5. TERCERA LENGUA: Conocer una tercera lengua, que será preferentemente inglés, con un nivel adecuado de forma
oral y por escrito y en consonancia con las necesidades que tendrán las tituladas y los titulados en cada enseñanza.
6. TRABAJO EN EQUIPO - Nivel 2: Contribuir a consolidar el equipo planificando objetivos, trabajando con eficacia y
favoreciendo la comunicación, la distribución de tareas y la cohesión.
7. GESTIÓN DE PROYECTOS - Nivel 2: Definir los objetivos de un proyecto bien definido, de alcance reducido, y
planificar su desarrollo, determinando los recursos necesarios, tareas a realizar, reparto de responsabilidades e
integración. Utilizar adecuadamente herramientas de soporte a la gestión de proyectos.
8. USO EFICIENTE DE EQUIPOS E INSTRUMENTACIÓN - Nivel 2: Utilizar correctamente el instrumental, equipos y
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software de los laboratorios de uso específico o especializados, conociendo sus prestaciones. Realizar un análisis
crítico de los experimentos y resultados obtenidos. Interpretar correctamente manuales y catálogos. Trabajar de
forma autónoma, individualmente o en grupo, en el laboratorio.
Metodologías docentes
La asignatura se basa en el aprendizaje cooperativo (CL) y el aprendizaje basado en problemas (PBL). Es decir, el
estudiante trabaja y aprende en grupos base organizados durante todo el cuatrimestre para realizar problemas y
proyectos a entregar en fechas determinadas siguiendo unos criterios de calidad (rúbricas) establecidos desde el
comienzo de curso. En realidad se pretende con esta metodología que el estudiante aprenda los contenidos de manera
integrada con la práctica de cada una de las 6 competencias genéricas. Las actividades están preparadas en este sentido
y obligarán a los estudiantes a permanecer activos desde la primera sesión hasta la última, como si fueran a trabajar a
una empresa del sector durante un período de 13 semanas y tuvieran que producir resultados semanales.
El formato de las clases presenciales, de 2 horas cada una (sesiones de trabajo en grupo en el aula y el laboratorio), es
generalmente éste: 1) dudas de las sesiones anteriores; 2) introducción y descripción del trabajo a realizar; 3) trabajo en
grupo; 4) explicaciones y dudas generales; 5) trabajo en grupo; y 6) preparación del trabajo que hay que hacer fuera de
la clase (en las sesiones de trabajo autónomo en grupo lideradas por los propios estudiantes).
Las sesiones de laboratorio se realizan con el mismo esquema de grupos cooperativos y con el formato descrito
anteriormente, pero usando preferentemente ordenadores personales e instrumentos electrónicos para solucionar las
cuestiones finales de los problemas relacionadas con la simulación, montaje, verificación y medidas. Es muy conveniente
que los estudiantes tengan ordenador personal (idealmente portátil) con conexión a Internet. Se ofrece un servicio de
préstamo de portátiles.
Las sesiones de actividades académicas dirigidas serán seminarios de discusión abierta, en grupos pequeños o medianos
(20 estudiantes), sobre tareas encargadas al grupo cooperativo: búsqueda de información, ayuda en la lectura de
materiales de estudio, identificación y planteamiento del problema, organización del plan de trabajo, distribución de
tareas, tutoriales de uso de software o de instrumentos de laboratorio, reflexión sobre el funcionamiento de los grupos
cooperativos, etc. El curso cuenta con 1 h semanal de actividad dirigida, además de 6,5 h de trabajo autónomo semanal.
El/la profesor/a no explica ni transmite todo el contenido de la materia, sino que planifica el trabajo que se tiene que
realizar, realiza el seguimiento del funcionamiento de los grupos cooperativos, corrige los trabajos y aclara las dudas (si
conviene, para toda la clase) que cada grupo encuentra a la hora de hacer los problemas.
Para incentivar el uso del inglés, tal como se ha especificado en los objetivos de aprendizaje, (recuerde que la
comprensión oral y escrita de esta lengua es absolutamente esencial para desarrollar una futura carrera profesional
dentro del ámbito de la ingeniería de telecomunicación), una parte del material de estudio, libros, referencias o incluso las
exposiciones orales, son en inglés. Además, siempre que sea posible, se intentará integrar el aprendizaje de la lengua y
los contenidos (teaching content through English, content and language integrated learning, CLIL).
Al finalizar el curso, los estudiantes rellenarán de forma voluntaria y anónima una encuesta de tipo SEEQ para evaluar su
satisfacción con el curso y los profesores. Estos datos recogidos y analizados, junto con otros indicadores, permitirán la
mejora de la organización del curso y la revisión de las actividades para ediciones sucesivas.
Objetivos de aprendizaje de la asignatura
Al finalizar la asignatura el estudiantado debe ser capaz de:
- Trabajar en equipo cooperativo para planificar las actividades y realizar los problemas y proyectos, realizando el
seguimiento de su tiempo de estudio y siguiendo la metodología científica asociada a la resolución de problemas.
- Buscar materiales para el estudio autónomo, preferentemente en inglés, en la biblioteca y en Internet, para
complementar las indicaciones dadas en los problemas y proyectos.
- Documentar los trabajos usando procesador de textos, herramientas gráficas, correctores automáticos, gestores de
proyectos, y otras herramientas ofimáticas, siguiendo los criterios de calidad especificados en las plantillas de la
asignatura.
- Editar y publicar, siguiendo las indicaciones, un portafolio electrónico del grupo de trabajo cooperativo, para mostrar los
trabajos, la reflexión sobre el contenido del curso y la valoración del progreso personal en relación al aprendizaje de las
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competencias de la asignatura.
- Interpretar la documentación (normalmente en inglés) de catálogos de circuitos integrados digitales, para poder usar en
el diseño de aplicaciones.
- Análisis, simulación y diseño de funciones lógicas (con esquemas y VHDL) usando software específico: Minilog (Expreso
algorithm), WolframAlpha, Proteus-ISIS, etc.
- Deducir las especificaciones así como su representación en VHDL de los bloques combinacionales y secuenciales
estándar, con el fin de incluirlos como componentes elementales en el diseño de aplicaciones más complejas.
- Implementar circuitos combinacionales y secuenciales usando dispositivos lógicos programables (sPLD / CPLD) y FPGA,
generando proyectos modulares top-down basados en lenguaje de descripción de hardware (VHDL) y usando el conjunto
de herramientas de software asociadas al proceso de diseño, simulación e implementación.
- Implementar proyectos de circuitos combinacionales y sistemas secuenciales en el laboratorio usando tarjetas de
entrenamiento e instrumentos propios de un laboratorio de electrónica para medida, verificación y caracterización.
- Diseñar máquinas de estados finitos (FSM) mediante VHDL, realizando proyectos de simulación y de implementación en
chips programables PLD y FPGA.
- Diseñar, simular e implementar en PLD o FPGA un sistema digital avanzado de complejidad media (subsistema o
periférico), basado en una unidad operativa (registros de los operantes más la ALU) y una unidad de control (FSM).
- Clasificar los microcontroladores comerciales según su tecnología y capacidad de cálculo (8, 16, 32 bits), explicar las
aplicaciones más usuales (embedded systems) y describir el conjunto de herramientas de software y hardware asociadas
al flujo de diseño propio de cada fabricante.
- Implementar problemas que incluyan el uso de periféricos y la programación a través de interrupciones en lenguaje
ensamblador y C (HI-TECH C Lite Compiler), siguiendo el flujo de diseño para microcontroladores PIC de Microchip
propuesto a la asignatura.
- Concebir, diseñar, simular y montar un proyecto de aplicación basado en dispositivos programables y/o
microcontroladores PIC a partir de unas especificaciones iniciales, presentarlo oralmente y redactar una memoria
descriptiva siguiendo las indicaciones de una plantilla. Este proyecto incluye la comparación de alternativas al diseño de
un mismo sistema digital resuelto con dispositivos programables o con microcontroladores, así como explicar las ventajas
e inconvenientes de cada opción.
Horas totales de dedicación del estudiantado
Dedicación total: 150h
Horas actividades dirigidas:
7h 30m
Horas aprendizaje autónomo:
84h
56.00%
Horas grupo grande:
39h
26.00%
Horas grupo mediano:
0h
0.00%
Horas grupo pequeño:
19h 30m
5.00%
13.00%
Contenidos
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CIRCUITOS COMBINACIONALES
Dedicación: 35h
Grupo grande/Teoría: 6h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 6h
Actividades dirigidas: 4h
Aprendizaje autónomo: 19h
Descripción:
Trabajarán el tema de especificación, diseño y simulación de circuitos combinacionales descritos en VHDL:
- Sistemas de numeración, operaciones lógicas y aritméticas y códigos para representar información.
- Funciones lógicas (álgebra de Boole, circuitos con puertas, minterms, maxterms, suma de productos, producto
de sumas).
- Simplificación de funciones lógicas (tabla de Karnaugh y software de simplificación de funciones).
- Características eléctricas de los circuitos digitales según familias lógicas (niveles lógicos, márgenes de ruido,
tiempo de propagación, potencia disipada, salidas tri-state).
- Los bloques básicos lógicos y aritméticos estándar combinacionales (multiplexores, sumadores, etc.).
- Diseño de proyectos VHDL, simulación, e implementación en sPLD / CPLD (FPGA de circuitos combinacionales).
- Uso del Proteus-ISIS para la captura de esquemáticos y simulación de circuitos programables sPLD (GAL22V10).
- Simulación en ModelSim/Active HDL. Uso del ispLEVER/Quartus-II/ISE para la implementación de circuitos en
CPLD/FPGA.
Actividades vinculadas:
- Problemas (EX1, EX2)
- Controles individuales de conocimientos básicos (C1)
- E-Portafolio de grupo: Como mínimo se deben colgar en el portafolio del grupo cooperativo las soluciones de los
ejercicios y del control, así como las mejoras voluntarias a realizar después de recibir las correcciones.
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MÁQUINAS DE 'ESTADOS FINITOS (FSM)
Dedicación: 23h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 4h
Actividades dirigidas: 2h
Aprendizaje autónomo: 13h
Descripción:
Trabajarán el tema de especificación, diseño y simulación de máquinas de estado finito síncronas (FSM):
- El concepto de sistema secuencial. Las herramientas: diagrama de estado, diagrama de tiempo, descripción
funcional. Celdas de memoria asíncronas de 1 bit (latches RS y D). Aplicación y simulación de circuitos con
latches (circuitos temporizadores, de reloj y memoria masiva de datos).
- Estructura general de una máquina de estados finitos síncrona canónica (FSM). Circuitos de memoria de 1 bit
síncronos (Flip-flops JK, D, T) para el registro de estado.
- Diseño y simulación de sistemas secuenciales (FSM) sencillos con el método canónico usando el lenguaje VHDL:
a) especificaciones; b) particularización de la arquitectura general al problema; c) descripción en VHDL; d)
simulación funcional; e) síntesis y ficheros de configuración del dispositivo programable; f) simulación a nivel de
puertas lógicas (Timing simulation); g) programación del dispositivo y verificación de funcionamiento en las
tarjetas de entrenamiento usando instrumentos de laboratorio.
- Diseño VHDL, simulación e implementación de bloques secuenciales estándar (contadores y registros de datos y
de desplazamiento).
- Simulación en ModelSim/Active HDL. Uso del ispLEVER/QuartusII/ISE para la implementación de FSM en
CPLD/FPGA.
- Implementación de bancos de memoria en VHDL.
Actividades vinculadas:
- Problemas (EX3)
- Controles individuales de conocimientos básicos (C2)
- E-Portafolio de grupo: Como mínimo se deben colgar en el portafolio del grupo cooperativo las soluciones de los
ejercicios y del control, así como las mejoras voluntarias a realizar después de recibir las correcciones.
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PROCESADOR DIGITAL
Dedicación: 23h
Grupo grande/Teoría: 4h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 4h
Actividades dirigidas: 2h
Aprendizaje autónomo: 13h
Descripción:
El concepto y la arquitectura de un procesador digital de información, constituido por una unidad operativa
(datapath) y una unidad de control (FSM):
- La unidad operativa: recursos de cálculo (ALU) y de memoria de operandos (registros). Las señales de control.
- La unidad de control (una FSM canónica síncrona).
- Diseño de un proyecto VHDL, simulación, e implementación en CLD/FPGA de un sistema digital procesador de
información sencillo (un sumador o un multiplicador secuencial, un controlador de teclado, un puerto de
comunicación asíncrona, un reloj en tiempo real, etc).
Actividades vinculadas:
- Problemas (EX4)
- Controles individuales de conocimientos básicos (C3)
- E-Portafolio de grupo: Como mínimo se deben colgar en el portafolio del grupo cooperativo las soluciones de los
ejercicios y del control, así como las mejoras voluntarias a realizar después de recibir las correcciones.
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MICROCONTROLADORES
Dedicación: 69h
Grupo grande/Teoría: 12h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 12h
Actividades dirigidas: 6h
Aprendizaje autónomo: 39h
Descripción:
Capítulo de introducción al uso y el diseño de aplicaciones con microcontroladores comerciales:
- La idea inicial: el sistema digital microprograma (funciones lógicas con memorias) capaz de realizar varias
operaciones con el mismo hardware (unidad de procesamiento).
- La evolución de los sistemas digitales hasta llegar a la arquitectura de un sistema microprocesador (unidad de
procesamiento, memoria de datos y programa, y periféricos).
- Integración en un único chip (microcontrolador).
- Arquitectura de un microcontrolador comercial. Los PIC de Microchip. Arquitectura y características de la familia
PIC16.
- Secuencia de diseño (design flow) de una aplicación. Herramientas de desarrollo de Microchip: MPLAB y tarjetas
de desarrollo. Simulación con el laboratorio virtual Proteus-VSM.
- Descripción básica del lenguaje ensamblador.
- La programación en lenguaje C para microcontroladores El HI-TECH C Lite Compiler. La integración en el
entorno de desarrollo MPLAB.
- Estilo de programación en C según arquitectura de máquina de estados finitos: no se da libertad a la hora de
programar aplicaciones, sino que se condiciona la programación a un estilo predeterminado que emula la
estructura de una máquina de estados finitos, con la intención de dar continuidad y profundizar en los contenidos
de los temas anteriores (además de facilitar la detección de errores y la evaluación).
- Lectura de señales de entrada digitales (polling e interrupciones) y activación de salidas digitales.
- El contador TIMER 0 como reloj para actualizar el estado de la FSM.
- El concepto de tiempo real a partir de divisores de frecuencia del cristal de cuarzo.
- Comparativa de la programación en C con la programación en ensamblador.
- Otros subsistemas periféricos del PIC: Interfaces para señales analógicas: convertidores A/D y D/A; otros
temporizadores/contadores, el módulo PWM, el módulo visualizador LCD, la memoria de datos interna EEPROM,
el módulo USART de comunicación serie asíncrona RS232; buses síncronos de comunicación entre chips: I2C y
SPI, etc. (Estos recursos no se "explicarán" secuencialmente de la manera tradicional, sino que se aprenderán en
función del proyecto que cada grupo tiene que llevar a cabo).
Actividades vinculadas:
- Problemas (EX5, EX6)
- Controles individuales de conocimientos básicos (C4)
- Proyecto de aplicación (PA)
- E-Portafolio de grupo: Como mínimo se deben colgar en el portafolio del grupo cooperativo las soluciones de los
ejercicios y del control, así como las mejoras voluntarias a realizar después de recibir las correcciones. Se debe
completar y colgar el documento de reflexión.
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Planificación de actividades
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Dedicación: 105h
Grupo grande/Teoría: 15h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 20h
Actividades dirigidas: 10h
Aprendizaje autónomo: 60h
PROBLEMAS
Competencias de la titulación a las que contribuye la actividad:
Descripción:
Problemas o ejercicios (EX), generalmente de diseño de aplicaciones relacionadas con la materia de sistemas
digitales. Se trabajan en grupos cooperativos y es la actividad principal que se realiza dentro y fuera del aula así
como en los laboratorios. Es una asignatura PBL en la que la mayoría de las sesiones de problemas, laboratorio y
actividades dirigidas están dedicadas a realizar problemas preparados convenientemente para trabajar con esta
metodología.
En las actividades dirigidas se hace incidencia principalmente en la corrección de los problemas para que los
resuelvan siguiendo las pautas de calidad, en la tutoría y monitorización del trabajo en grupo para que sigan el
plan de trabajo establecido, en la resolución de conflictos que puedan producirse, etc. La solución de los
problemas, también incluye la anotación del tiempo empleado en su realización, la descripción y distribución de
tareas entre los miembros del grupo, una valoración del ejercicio y la firma del equipo cooperativo.
Material de soporte:
Material de estudio de la asignatura (apuntes, notas de clase, ejemplos de años anteriores, etc.). Simulador de
circuitos electrónicos e instrumentación típica de laboratorio de electrónica digital, software y tarjetas de
entrenamiento para diseño con PLD/FPGA y microcontroladores.
Descripción del entregable esperado y vínculos con la evaluación:
Se deben realizar hasta 6 ejercicios que globalmente representan el 30% de la calificación global. La solución de
cada ejercicio, que hay que cargar en la página web del grupo cooperativo (por ejemplo implementada con
Google sites) antes de la fecha límite, consistirá en un documento realizado en procesador de textos siguiendo
una plantilla determinada.
La plantilla de los ejercicios incluye: (1) el enunciado del problema a resolver, (2) los datos generales del grupo,
(3) la firma de los miembros del grupo y la declaración de compromiso, (4) el abstract o resumen, (5) el tiempo
de estudio que han utilizado, (6) la solución propuesta con las hojas de dudas, anotaciones o trabajos pendientes,
(7) el plan de trabajo y distribución de tareas entre los miembros del grupo, (8) la parrilla de evaluación, (9) lista
de tópicos o contenidos relacionados con el problema, (10) la bibliografía.
Los ejercicios, una vez corregidos se podrán mejorar dentro del plazo establecido (consulte también el plan de
trabajo disponible en la página web en que el profesor hará el seguimiento de cada grupo de clase). Los criterios
o rúbricas de corrección se harán públicos y además se realizarán pruebas de autoevaluación y de evaluación
cruzada de ejercicios entre grupos cooperativos. La descripción básica de los problemas y las sesiones en que se
entregarán son las siguientes:
- EX1: Análisis, diseño, simulación e implementación en sPLD de funciones lógicas sencillas y bloques
combinacionales estándar descritos con esquemáticos y VHDL. (Entrega al finalizar la semana S3)
- EX2: Diseño, simulación e implementación en CPLD o FPGA de un sistema combinacional estructurado top-down
en VHDL. Por ejemplo una unidad aritmética y lógica de 8 bits o un multiplicador hardware. (Entrega al finalizar la
semana S5)
- EX3: Diseño, simulación e implementación en CPLD o FPGA de una FSM. Por ejemplo un controlador de
semáforos, un control de motor paso a paso, una interfaz de teclado matricial, etc. (Entrega al finalizar la semana
S7)
- EX4: Diseño, simulación e implementación en CPLD o FPGA de un subsistema procesador de información
(Procesador dedicado), con una arquitectura basada en unidad operativa y unidad de control. Por ejemplo un
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multiplicador secuencial, un transmisor serie, un reloj de tiempo real, etc. (Entrega al finalizar la semana S9)
- EX5: Diseño, simulación en Proteus-VSM e implementación en una tarjeta de microcontrolador PIC16 (PICDEM 2
plus) de una aplicación programada en ensamblador/C usando los puertos E/S y el temporizador Timer 0 (0) en
estilo máquina de estados finitos (Tema 2). (Entrega al finalizar la semana S11)
- EX6: Diseño, simulación en Proteus e implementación en una tarjeta de microcontrolador PIC16 de una
aplicación programada en C que incluya algunos periféricos como el Timer1, LCD, puerto UART, I2C, etc.
Organización del flujo de programa a través del estilo FSM programando los periféricos como si se tratara de
recursos datapath (procesador dedicado, Tema 3). Este ejercicio se puede considerar como la introducción al
proyecto de aplicación. (Entrega al finalizar la semana S13).
Objetivos específicos:
La organización de la asignatura en PBL, determina que ésta sea la actividad central para aprender contenidos y
practicar competencias genéricas, por tanto, al finalizar esta actividad, el estudiante debe ser capaz de:
- Trabajar en equipo cooperativo de manera efectiva. Buscar materiales para el estudio autónomo relacionados
con los sistemas electrónicos digitales, preferentemente en inglés porque es la lengua de la asignatura.
Documentar los trabajos, usando un procesador de textos, herramientas gráficas, correctores automáticos,
gestores de proyectos, y otras herramientas ofimáticas, siguiendo los criterios de calidad especificados.
- Interpretar la documentación de circuitos integrados digitales, normalmente en inglés, y comparar las familias
lógicas y sus características eléctricas más significativas. Análisis, simulación y diseño de funciones lógicas usando
esquemas y VHDL, y aplicando programas específicos. Deducir las especificaciones, tabla de verdad y ecuaciones
lógicas, así como su representación en VHDL de los bloques combinacionales estándar.
- Implementar circuitos combinacionales usando dispositivos lógicos programables sPLD/CPLD y FPGA, generando
proyectos modulares top-down basados en VHDL y usando el conjunto de herramientas de software asociadas a
la secuencia de diseño.
- Deducir las especificaciones, diagramas de estado, tablas de transición, diagramas de tiempo, así como su
representación en VHDL, los bloques secuenciales estándar: latches, flip-flops, contadores, registros, memorias.
Implementar proyectos de circuitos combinacionales y sistemas secuenciales en el laboratorio usando tarjetas de
entrenamiento e instrumentos propios de un laboratorio de electrónica. Diseñar máquinas de estados finitos
(FSM) mediante VHDL, realizando proyectos de simulación y de implementación en chips programables PLD y
FPGA.
- Diseñar, simular e implementar en PLD o FPGA un sistema digital avanzado de complejidad media, subsistema o
periférico, basado en una unidad operativa y una unidad de control (FSM).
- Clasificar los microcontroladores comerciales según su tecnología y capacidad de cálculo, explicar sus
aplicaciones más usuales (embedded systems) y describir el conjunto de herramientas de software y hardware
asociadas al flujo de diseño propio de cada fabricante.
- Implementar problemas que incluyan el uso de periféricos y la programación a través de interrupciones en
lenguaje ensamblador y C, siguiendo la secuencia de diseño.
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Dedicación: 5h
Grupo grande/Teoría: 5h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 0h
Actividades dirigidas: 0h
Aprendizaje autónomo: 0h
CONTROLES INDIVIDUALES DE
CONOCIMIENTOS BÁSICOS
Competencias de la titulación a las que contribuye la actividad:
Descripción:
Ejercicios individuales (CI) tipo examen corto para demostrar la consecución de los conocimientos básicos de la
materia y sobre todo el buen funcionamiento del trabajo en grupo, que debe representar que todos los miembros
del grupo aprenden correctamente. Es decir, los miembros de un grupo cooperativo que trabaje correctamente no
deben tener dificultades en superar estos controles.
Material de soporte:
Material de estudio de la asignatura y ejemplos de ejercicios de años anteriores de asignaturas con contenido
similar. Hay una lista de problemas preparados como tutoriales para aprender a dominar las técnicas de diseño.
Lista de conceptos y aplicaciones que se exige aplicar para cada uno de los controles.
Descripción del entregable esperado y vínculos con la evaluación:
Hasta 4 ejercicios individuales de tipo "sorpresa" distribuidos a lo largo del curso y de una duración media de 45
minutos. Exceptuando la copia o el plagio, se puede usar cualquier tipo de recurso, libros, portátiles, Internet, etc.
para realizarlos.
Estos controles representan un 25% de la nota global.
Objetivos específicos:
Al finalizar esta actividad, el estudiante debe ser capaz de:
- Realizar individualmente un ejercicio relacionado con la materia aplicando los conceptos específicos asociados a
cada uno de los controles y siguiendo los criterios establecidos.
- Demostrar el grado de exigencia (o responsabilidad) individual que se ha logrado mediante el trabajo
cooperativo durante el curso (si se han seguido correctamente las indicaciones de cómo trabajar en grupo con
efectividad, el estudiante obtiene resultados comparables al resto de miembros de su grupo).
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Dedicación: 30h
Grupo grande/Teoría: 6h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 6h
Actividades dirigidas: 3h
Aprendizaje autónomo: 15h
PROYECTO DE APLICACIÓN
Competencias de la titulación a las que contribuye la actividad:
Descripción:
Diseño de un proyecto de aplicación (PA) integrador del contenido de la asignatura, preferentemente una
aplicación basada en microcontrolador PIC, aunque se puede prever que incorpore el diseño de algún periférico o
módulo auxiliar implementado en un dispositivo PLD/FPGA o también circuitos analógicos de acondicionamiento
de señales.
Ejemplos de proyectos de este tipo pueden ser: temporizadores, frecuencímetros, contadores de pulsos,
interfaces A/D y D/A, generadores PWM, calculadoras sencillas, relojes de tiempo real, etc. Los requisitos mínimos
serán los del ejercicio EX6 con la adición de otros periféricos del microcontrolador (I2C, PWM, EPROM interna,
etc.).
Material de soporte:
Material de estudio de la asignatura (apuntes, notas de clase, ejemplos de años anteriores, etc). Simulador de
circuitos electrónicos, y software y tarjetas de entrenamiento para diseño con microcontroladores PIC.
Descripción del entregable esperado y vínculos con la evaluación:
La revisión del informe descriptivo se realizará durante la semana 12 y la presentación oral durante la semana 13.
Durante la presentación oral se realizará una prueba de evaluación cruzada entre los grupos cooperativos. La
entrega de la memoria definitiva del proyecto se realizará después de la semana 13. El proyecto de aplicación
representa un 20% de la nota global.
Objetivos específicos:
- Concebir, diseñar, simular y montar un proyecto de aplicación basado en dispositivos programables y/o
microcontroladores PIC a partir de unas especificaciones iniciales, presentarlo oralmente y redactar una memoria
descriptiva siguiendo las indicaciones de una plantilla.
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300022 - CSD - Circuitos y Sistemas Digitales
Dedicación: 10h
Grupo grande/Teoría: 0h
Grupo mediano/Prácticas: 0h
Grupo pequeño/Laboratorio: 0h
Actividades dirigidas: 1h
Aprendizaje autónomo: 9h
E-PORTAFOLIO DEL GRUPO
Competencias de la titulación a las que contribuye la actividad:
Descripción:
Realización de la carpeta, portafolio o portafolio del grupo cooperativo en el que se muestren evidencias del
trabajo realizado y reflexiones sobre el aprendizaje alcanzado por los estudiantes.
Se podrá estructurar de dos formas (véase: http://digsys.upc.es/ed/CSD/eportfolio/balancing_cat_rev2-2x.pdf):
- (1) De forma cronológica, para mostrar el proceso de aprendizaje, con el índice asociado al contenido. Por
ejemplo, 4 apartados, uno por cada tema en el que está el repositorio de materiales y reflexiones elaborados.
- (2) En forma de producto final, con índice asociado a las 6 competencias genéricas, que muestra para cada una
de ellas las evidencias y reflexiones asociadas a su desarrollo (obtenidas a partir de los ejercicios y otros
materiales trabajados).
Hay sesiones presenciales dedicadas a guiar la preparación del portafolio.
Las herramientas a utilizar para la implementación del portafolio son del tipo Google docs y Google sites. La
página web del curso mostrará un enlace al portafolio de cada grupo cooperativo, de manera que todos los
materiales se depositarán en abierto para facilitar su revisión.
Material de soporte:
Ejercicios, problemas, controles, feedback de los profesores, material encontrado en la bibliografía e Internet,
registros del tiempo de estudio, planes de trabajo, hojas de reflexiones y valoraciones sobre el aprendizaje, etc.
Descripción del entregable esperado y vínculos con la evaluación:
El e-portafolio del grupo cooperativo se desarrollará durante el curso. Los profesores darán feedback al grupo
sobre el contenido. El plazo de entrega de la versión definitiva del portafolio será la semana 13. El e-portafolio
cuenta un 15% de la nota global.
Objetivos específicos:
Al finalizar esta actividad, el estudiante debe ser capaz de:
- Editar y publicar, siguiendo las indicaciones al respecto, un portafolio electrónico del grupo de trabajo
cooperativo, a través del cual se mostrarán: los trabajos más significativos, la reflexión sobre el contenido del
curso y su organización, y la valoración del progreso personal en relación al aprendizaje de las competencias de la
asignatura.
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Última modificación: 23/11/2011
300022 - CSD - Circuitos y Sistemas Digitales
Sistema de calificación
La evaluación tiene en cuenta tanto el trabajo realizado en grupo como el nivel de aprendizaje individual y admite la
mejora continua del rendimiento del estudiante en los plazos establecidos (evaluación formativa). La idea básica del
sistema es que todo el trabajo que hace el estudiante cuenta para la calificación final y no existe el típico examen final.
Los conceptos en que se desglosa el esquema de evaluación son:
* Grupo:
- Problemas, con un peso del 30%
- E-portafolio de grupo, con un peso del 15%
- Proyecto de aplicación, con un peso del 20%
* Individual:
- Controles de conocimientos básicos, con un peso del 25%. Habrá 4 controles con un peso del 6,25% cada uno.
- Actitud y participación, con un peso del 10%. Esta calificación la hace el/la profesor/a subjetivamente valorando
aspectos como: la implicación del estudiante en el funcionamiento del grupo cooperativo (se valora que todos los
miembros del grupo obtengan un rendimiento similar), la capacidad que han demostrado para resolver conflictos, la
participación en el aula y en las horas de consulta, la constancia en el estudio durante el curso, etc.
Normas de realización de las actividades
Esencialmente, tal como se ha explicado, es obligatorio que cada ejercicio, control o cualquier otra tarea encargada
tenga: planteamiento, desarrollo, solución y, en muchos casos, verificación de la solución (la mayoría de diseños se
pueden y se han de simular con el software de laboratorio virtual y montar en tarjetas de entrenamiento). Además, las
tareas se deben entregar en el plazo establecido. En la página web de la asignatura se pueden encontrar ejemplos de
ejercicios resueltos siguiendo este patrón.
Todos los miembros del grupo deben haber participado en la realización de las actividades y deben haber aprendido
cualquier aspecto relacionado con el ejercicio que se firma. En cada ejercicio hay que explicar el plan de trabajo y
exponer la valoración que hace el grupo o los alumnos en particular.
Bibliografía
Básica:
Brown, S.; Vranesic, Z. Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design. New York: Ed. McGraw-Hill International, 2005. ISBN
0072499389.
Roth, C.; Kurian, L. Digital system design using VHDL. 2a ed. Ed. Thomson International, 2008. ISBN 0495244708.
Wakerly, J. F. Digital design: principles and practices. 4a ed. Upper Saddle River: Ed. Prentice Hall, 2005. ISBN 0131863894.
Hwang, E.O. Digital logic and microprocessor design with VHDL. Ed. CL-Engineering, 2005. ISBN 0534465935.
Reese, R.B. Microprocessors, from assembly language to C using the PIC18Fxx2. Massachusetts: Ed. Da Vinci Engineering Press,
2005. ISBN 1584503785.
Palacios, E.; Remiro, F.; López, L.J. Microcontroladores PIC16F84: desarrollo de proyectos. Madrid: Ed. Ra-Ma, 2004. ISBN
8478976000.
Otros recursos:
Enlace web
Digital Systems
http://digsys.upc.es
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