Nombre: DISEÑO DE SISTEMAS ELECTRÓNICOS
Código: 211101006
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 1º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
[CB10 ]. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
[CB6 ]. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
[CB7 ]. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
[CG12 ]. Poseer habilidades para el aprendizaje continuado, autodirigido y autónomo.
[CG7 ]. Capacidad para la puesta en marcha, dirección y gestión de procesos de fabricación de equipos electrónicos y de telecomunicaciones, con garantía de la seguridad para las personas y bienes, la calidad final de los productos y su homologación.
[CG8 ]. Capacidad para la aplicación de los conocimientos adquiridos y resolver problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios y multidisciplinares, siendo capaces de integrar conocimientos.
[TT10 ]. Capacidad para diseñar y fabricar circuitos integrados
[TT11 ]. Conocimiento de los lenguajes de descripción hardware para circuitos de alta complejidad
[TT12 ]. Capacidad para utilizar dispositivos lógicos programables, así como para diseñar sistemas electrónicos avanzados, tanto analógicos como digitales. Capacidad para diseñar componentes de comunicaciones como por ejemplo encaminadotes, conmutadores, concentradores, emisores y receptores en diferentes bandas
Para seguir adecuadamente esta asignatura es recomendable que el estudiante posea conocimientos básicos de electrónica analógica y digital.
[CT2 ]. Trabajar en equipo
[CT3 ]. Aprender de forma autónoma
Al finalizar el plan formativo el estudiante debe ser capaz de: Recordar conocimientos básicos sobre las tecnologías, flujo de diseño y herramientas de diseño electrónico automático de circuitos integrados.
Describir los principios que rigen el diseño de circuitos electrónicos en tecnología CMOS.
Reconocer las configuraciones circuitales básicas analógicas, digitales y de radiofrecuencia.
Resolver problemas de análisis y diseño de celdas básicas.
Integrar configuraciones básicas para obtener sistemas electrónicos complejos.
Diseñar circuitos de alta complejidad empleando lenguajes de descripción hardware.
Operar con dispositivos lógicos programables.
Manejar software específico para diseñar y simular sistemas electrónicos avanzados.
Metodologías y herramientas de ayuda al diseño electrónico. Diseño de subsistemas digitales: diseño de la arquitectura, lenguajes de descripción hardware y lógica programable. Diseño de subsistemas analógicos y de señal mixta. Diseño de subsistemas de radio frecuencia. Ejemplos de diseño: componentes de comunicaciones.<br><br><br><br>
Unidad I.- Diseño ESL
Tema 1. Dispositivos lógicos programables
Tema 2. Herramientas de codiseño software/hardware y diseño ESL
Unidad II.- Diseño integrado
Tema 3. Metodologías de diseño de circuitos integrados
Tema 4. Tecnología CMOS
Tema 5. Diseño CMOS
Proyecto 1.- Síntesis de un sistema digital completo sobre FPGAs: Especificación, simulación y síntesis de una arquitectura de cómputo típica para procesamiento digital de señal (bancos de filtros, convoluciones, transformadas, correladores, etc.) con una herramienta C-to-gates (Vivado HLS).
Entregable 1. Se requiere entregar un informe con los resultados obtenidos.
Proyecto 2.- Caso de estudio: Diseño integrado de circuitos CMOS. Caracterización, diseño y simulación a nivel de layout/transistor.
Entregable 2. Se requiere entregar un informe con los resultados obtenidos.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual en el apartado actúa sobre una emergencia, pestaña "guías técnicas", y en el que encontrarás instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás en el apartado actúa sobre una emergencia, recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Part I. Electronic System Level Design
Lesson 1. Programmable logic devices
Lesson 2. ESL design and software/hardware codesign tools
Part II. Integrated circuit design
Lesson 3. Integrated circuit design methodology
Lesson 4. CMOS technology
Lesson 5. CMOS design
En el desarrollo de la asignatura se proporcionará una visión integradora del diseño de sistemas electrónicos con asignaturas afines como Tecnología y Componentes Microelectrónicos y Fotónicos (cursada en el mismo máster) o asignaturas cursadas en los grados que dan acceso a los estudios de máster.
La asignatura se aborda desde un punto de vista multidisciplinar, relacionando los aspectos tecnológicos del diseño de sistemas electrónicos con otros aspectos de tipo ético y social (eficiencia energética y sostenibilidad, responsabilidad e impacto medioambiental. o importancia económica en el diseño) transversales a todos los niveles de diseño, para proporcionar al estudiante una visión completa. A los estudiantes se les proporcionan contenidos y bibliografía actualizados para que tengan capacidad para investigar sobre la aplicación de las tecnologías más avanzadas en diseño de sistemas electrónicos y para acometer la formación continua propia de forma independiente en el ámbito del diseño de los sistemas electrónicos
Los proyectos a desarrollar en el laboratorio se basan en el trabajo cooperativo de los estudiantes, empleando metodología de aprendizaje basado en proyectos y casos de estudio. Los trabajos a realizar, diferentes para cada grupo de prácticas, se plantean como la realización de diseños de sistemas complejos a elección de los estudiantes, que, con la guía del profesor, deben resolver de forma autónoma mediante trabajo en equipo. Por su propia naturaleza de trabajos abiertos, requerirán del manejo de conceptos complejos y de toma de decisiones, disponiendo en ocasiones de información limitada o incompleta, que los estudiantes deberán resolver a partir de criterios de diseño vistos previamente en clase.
Estudio personal o en grupo de alumnos.
Tiempo que el estudiante debe dedicar al estudio de los contenidos vistos en clase.
Los estudiantes deberán tener capacidad para acometer la formación continua propia de forma independiente en el ámbito del diseño de los sistemas electrónicos.
60
0
Preparación de trabajos y ejercicios (incluye tiempo para consulta bibliográfica y documentación).
Tiempo que el estudiante debe dedicar a preparar ejercicios propuestos o informes de laboratorio.
60
0
Clase magistral participativa
Clase en la que se explican contenidos teóricos que proporcionen capacidad para investigar sobre la aplicación de las tecnologías más avanzadas en diseño de sistemas electrónicos.
22.5
100
Clase orientada a la resolución de problemas y casos de estudio.
Clase en la que se resuelven ejercicios y problemas relacionados con los contenidos teóricos explicados previamente.
7.5
100
Clase práctica en laboratorio.
Clase en laboratorio para poner en práctica los contenidos teóricos explicados en clase. Los proyectos a desarrollar en el laboratorio se basan en el trabajo autónomo y cooperativo de los estudiantes, empleando metodología de aprendizaje basado en proyectos y casos de estudio.
24
100
Presentación de trabajos ante el profesor.
Entrega de informes de trabajo experimental y exposición de los proyectos realizados en prácticas (individuales o en grupo) en presentaciones orales en las que los estudiantes deberán responder a preguntas realizadas por el profesorado.
3
100
Realización de pruebas de evaluación (tiempo de duración de los exámenes y otras pruebas de evaluación en el aula).
Realización de pruebas escritas de evaluación (exámenes).
3
100
Examen final
Las actividades de evaluación tipo examen escrito tienen como objetivo evaluar la adquisición de las competencias y los resultados de aprendizaje relacionados con la comprensión de conceptos teóricos y la resolución de problemas. Esta evaluación consta de dos actividades independientes, correspondientes a los bloques I y II de la asignatura, con ponderaciones del 30% y 40%, respectivamente. Cada prueba incluirá cuestiones teóricas, problemas o una combinación de ambos, relacionadas con los contenidos impartidos en la asignatura. Cada una de estas actividades podrá superarse mediante un examen parcial realizado durante el periodo docente o mediante una prueba equivalente en la evaluación final de las convocatorias ordinaria y extraordinaria. Se establece una nota mínima de 4 puntos sobre 10 para superar cada uno de estos parciales.
70 %
Entrega de problemas
Esta actividad de evaluación corresponde a la entrega de las memorias de los proyectos desarrollados en las sesiones de prácticas. El Proyecto 1 (correspondiente al bloque I de la asignatura) contribuye con un 20% a la calificación final y el Proyecto 2 (bloque II), con un 10%. El estudiantado deberá entregar un informe con los resultados de cada proyecto en los plazos establecidos, según un proceso de evaluación continua. La evaluación contemplará, además, una prueba oral de presentación y defensa ante el profesorado. Los estudiantes deberán mostrar capacidad para investigar sobre la aplicación de las tecnologías más avanzadas en diseño de sistemas electrónicos. En las evaluaciones ordinaria y extraordinaria, el estudiantado podrá recuperar únicamente el proyecto o proyectos no superado(s) mediante evaluación continua, conservándose durante el curso académico las calificaciones de las actividades superadas. Se establece una nota mínima de 4 puntos sobre 10 para superar esta actividad de evaluación.
30 %
Los estudiantes deberán tener capacidad para acometer la formación continua propia de forma independiente en el ámbito del diseño de los sistemas electrónicos.
En las convocatorias ordinaria y extraordinaria existirán actividades de evaluación equivalentes que permitirán recuperar las partes no superadas manteniendo su misma ponderación.
Para superar la asignatura, el estudiante debe obtener una puntuación mínima de 4 puntos sobre 10 en cada una de las actividades de evaluación (parcial 1, parcial 2 y prácticas), y una nota mínima de 5 puntos sobre 10 en la calificación final ponderada.
Si un estudiante se presenta a una actividad del sistema de evaluación final habiendo superado las calificaciones mínimas de la actividad correspondiente del sistema de evaluación continua debe renunciar a la calificación obtenida en dicha actividad anteriormente.
Relación entre actividades de evaluación y resultados de aprendizaje:
+ Primer examen parcial:
- Integrar configuraciones básicas para obtener sistemas electrónicos complejos
- Diseñar circuitos de alta complejidad empleando lenguajes de descripción hardware
- Operar con dispositivos lógicos programables
+ Segundo examen parcial:
- Recordar conocimientos básicos sobre las tecnologías, flujo de diseño y herramientas de diseño electrónico automático de circuitos integrados
- Describir los principios que rigen el diseño de circuitos electrónicos en tecnología CMOS
- Reconocer las configuraciones circuitales básicas analógicas, digitales y de radiofrecuencia
- Resolver problemas de análisis y diseño de celdas básicas
+ Proyectos realizados en prácticas:
- Manejar software específico para diseñar y simular sistemas electrónicos avanzados
- Operar con dispositivos lógicos programables
- Diseñar circuitos de alta complejidad empleando lenguajes de descripción hardware
- Integrar configuraciones básicas para obtener sistemas electrónicos complejos
Autor: Bailey, Brian
Título: ESL design and verification
Editorial: Morgan Kaufmann,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 0123735513
Autor: Bailey, Brian
Título: ESL design and verification: a prescription for electronic system-level methodology /
Editorial: Morgan Kaufmann,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 0123735513
Autor: Rubio, Antonio
Título: Diseño de circuitos y sistemas integrados
Editorial: UPC
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8483015641
Autor: Schaumont, Patrick R.
Título: A Practical Introduction to Hardware/Software Codesign
Editorial: Springer-Verlag
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9781441960009
Autor: Weste, Neil H. E.
Título: CMOS VLSI design a circuits and systems perspective
Editorial: Pearson/Addison-Wesley
Fecha Publicación: 2005
ISBN: 9780321269775
Autor: Kang, Sung-Mo
Título: CMOS digital integrated circuits analysis and design
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 0071196447
Autor: Rabaey, Jean M.
Título: Digital integrated circuits a design perspective
Editorial: Pearson Education
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 0130909963
Autor: Sicard, Etienne.
Título: Basics of CMOS cell design
Editorial: McGraw-Hill,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9780071488396
Autor: Razavi, Behzad
Título: Design of analog CMOS integrated circuits
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0072380322
Autor: Sicard, Etienne.
Título: Advanced CMOS cell design
Editorial: McGraw-Hill,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9780071488365
Autor: Baker, R. Jacob
Título: CMOS circuit design, layout, and simulation
Editorial: A John Willey & Sons
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9780470881323
Autor: Caverly, Robert.
Título: CMOS RFIC design principles
Editorial: Artech House,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9781596931329
Autor: Lee, Thomas H.
Título: The design of CMOS radio-frequency integrated circuits
Editorial: Cambridge University Press
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 0521835399
Manuales de las herramientas de diseño empleadas en prácticas
Aula Virtual (http://moodle.upct.es)
Artículos recomendados por el profesor (variarán en función del curso académico)