Nombre: SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN MICROPROCESADORES
Código: 504102006
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 2º - Segundo cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: TOLEDO MOREO, FRANCISCO JAVIER
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968326513
Correo electrónico: javier.toledo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Colaborador
Nº de quinquenios: 4
Nº de sexenios: 2 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: LÓPEZ PASTOR, JOSÉ ANTONIO
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono:
Correo electrónico: joseantonio.lopez@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
Titulaciones:
Categoría profesional: Docente por Sustitución
Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente
Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: TOLEDO MOREO, RAFAEL
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968325948 - 968327018
Correo electrónico: rafael.toledo@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
martes - 11:00 / 13:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho Despacho profesor
Es necesaria pedir cita previa por correo electrónico a rafael.toledo@upct.es
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 3
Nº de sexenios: 3 de investigación y 1 de transferencia
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB1 ]. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
[CB2 ]. Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
[CG3 ]. Conocimiento de materias básicas y tecnologías, que le capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y tecnologías, así como que le dote de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
[C10 ]. Específica de formación común a la rama de telecomunicación: Conocimiento y aplicación de los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware
[C9 ]. Específica de formación común a la rama de telecomunicación: Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados
Se recomienda haber superado las asignaturas de primer curso Fundamentos de Computadoras y Fundamentos de Programación. Es muy recomendable también cursar en paralelo la asignatura de segundo cuatrimestre de segundo curso Circuitos y Funciones Electrónicas
[TR4 ]. Utilizar con solvencia los recursos de información
[TR5 ]. Aplicar a la práctica los conocimientos adquiridos
Al finalizar el programa formativo, el estudiante debe ser capaz de:
Reconocer los bloques funcionales de un microprocesador y explicar el funcionamiento de las técnicas básicas de su gestión.
Describir la arquitectura y el funcionamiento de sistemas digitales basados en microprocesadores, así como identificar aplicaciones de los mismos.
Reconocer los diferentes tipos de microprocesadores existentes, recordar las particularidades de cada uno y saber interpretarlas para elegir el más adecuado para una determinada aplicación.
Justificar la necesidad de la conversión de analógico a digital y recordar las principales características de los convertidores A/D.
Explicar la arquitectura interna de un microcontrolador estándar. Diseñar sistemas digitales basados en microcontroladores y demostrar habilidades en el manejo de herramientas para su programación y simulación.
Explicar la arquitectura interna de los dispositivos FPGA y describir sus recursos de propósito general y específico.
Describir los principios básicos de los lenguajes de descripción hardware y recordar la descripción de componentes combinacionales y secuenciales básicos para el diseño de circuitos a nivel RTL.
Implementar sistemas digitales basados en hardware reconfigurable y demostrar habilidades en el manejo de herramientas para su diseño, simulación e implementación
Recordar la terminología propia del campo tanto en idioma español como en inglés.
<br>Microprocesadores y microcontroladores. Diseño de sistemas basados en microprocesador. Lenguajes de descripción hardware<br><br><br><br><br><br><br><br><br><br>
Conceptos básicos.
Introducción a los sistemas digitales basados en microcontroladores y sus aplicaciones.
Conceptos básicos y arquitectura de los microcontroladores de la familia PIC16F8XX de Microchip.
Conceptos básicos de Entrada/Salida de un computador.
Conceptos básicos de interrupciones en un computador.
Conceptos básicos de conversión de analógico a digital.
Conceptos básicos de buses de comunicación.
Conceptos básicos y arquitectura de los dispositivos FPGA.
Sistemas digitales con VHDL.
Diseño y verificación de sistemas digitales a nivel de transferencia de registro utilizando VHDL:
- Conceptos básicos de VHDL para la síntesis de circuitos digitales.
- Descripción de componentes combinacionales.
- Descripción de componentes secuenciales.
- Descripción de máquinas de estados finitos.
- Test y verificación
Sistemas digitales basados en microcontrolador.
Desarrollo de sistemas digitales basados en un microcontrolador de la familia PIC16F8XX de Microchip:
- Conceptos básicos para la programación.
- Entrada/Salida y periféricos.
- Configuración y gestión de las interrupciones.
- Interrupciones asociadas a los puertos de entrada.
- Temporizadores y manejo de sus interrupciones.
- Convertidor A/D y manejo de su interrupción.
- Buses de comunicación serie y manejo de sus interrupciones.
Sistemas digitales basados en microcontrolador.
Proyecto: Implementación de un sistema digital basado en microcontroladores PIC. Para guiar el proceso de aprendizaje se propondrán prácticas dedicadas a: - Familiarización con el juego de instrucciones y el entorno de programación y simulación. - Configuración y manejo de los puertos de Entrada/salida. - Configuración y manejo de interrupciones asociadas a puertos de Entrada. - Configuración y manejo de temporizadores y sus interrupciones asociadas. - Configuración y manejo de comunicación serie y sus interrupciones asociadas. - Configuración y manejo de conversión A/D y sus interrupciones asociadas.
Sistemas digitales con VHDL.
Proyecto: Implementación en FPGA de un sistema digital diseñado a nivel RTL en lenguaje VHDL. Para guiar el proceso de aprendizaje se propondrán prácticas dedicadas a: - Familiarización con el entorno de diseño y simulación. - Diseño y verificación de circuitos digitales de nivel básico.
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, y en el que encontraras 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 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.
Fundamentals.
Introduction to microcontroller-based digital systems and applications.
Architecture and fundamentals of family PIC16F8XX of microcontrollers from Microchip.
Fundamentals of Input/Output.
Fundamentals of interrupts.
Fundamentals of analog to digital conversion.
Fundamentals of buses.
Fundamentals of FPGAs.
Digital systems with VHDL.
Design and verification of digital systems at Register Transfer Level using VHDL:
- Fundamentals of VHDL
- Description of combinational components
- Description of sequential components
- Description of Finite State Machines
- Testbench
Microcontroller-based digital systems.
Programming microcontroller-based digital systems, using a PIC16F8XX device from Microchip:
- Basics for programming.
- Input/Output and peripherals.
- Interrupts: configuration and management.
- Interrupts associated to input ports.
- Timers: configuration and management.
- ADC: configuration and management.
- Serial comunications: configuration and management.
Se trata de una asignatura de gran carga práctica que introduce a los estudiantes en el diseño de sistemas digitales basados en microprocesadores a diferente nivel, familiarizándolos con la arquitectura y la programación de microcontroladores e introduciéndolos en el diseño y verificación de sistemas digitales sobre hardware reconfigurable con VHDL.
Está relacionada con las asignaturas Fundamentos de Computadoras y Fundamentos de Programación de primer curso, y Circuitos y Funciones Electrónicas de segundo curso. Por ello, se recomienda haber superado las dos primeras y es muy recomendable también cursar en paralelo Circuitos y Funciones Electrónicas.
Clase de teoría: Actividades consistentes en sesiones formativas para desarrollar conocimientos teóricos basadas en trabajo sobre conceptos y teorías
Clases de teoría y clases orientadas a la explicación y a la resolución de ejercicios
26
100
Clase de problemas: Actividades consistentes en sesiones formativas para desarrollar conocimiento práctico o aplicado basadas en la resolución de ejercicios, problemas o casos prácticos
Clase de laboratorio dedicada a la explicación, trabajo del estudiante y resolución de los ejercicios.
30
100
Clase de prácticas en laboratorio o de campo: Actividades orientadas al desarrollo de destrezas prácticas o aplicadas por parte del estudiante supervisadas por el profesor a distancia
Clase en campo o aula abierta
0
100
Clase de prácticas en aula de informática: Actividades para la adquisición de determinadas destrezas mediante el manejo de software específico
Clase en aula de informática: prácticas
0
100
Seminarios, tutorías convocadas por el profesorado, conferencias, visitas técnicas, mesas redondas, etc.: Actividades para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado basado en el trabajo sobre temáticas específicas o abordadas desde el punto de vista de la profesión
Realización de pruebas de evaluación
4
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
Actividades de evaluación (sistema de evaluación final)
0
100
Tutorías: Tanto las de carácter individual como las realizadas en grupo servirán para asesorar, resolver dudas, orientar, realizar el seguimiento de trabajos o de los conocimientos adquiridos, entre otros
Tutoría de carácter individual o grupal para resolver dudas y realizar el seguimiento de trabajos propuestos.
3
50
Realización de trabajos individuales o en grupo: Aprendizaje autónomo y/o colaborativo del estudiante para desarrollar conocimiento teórico, práctico o aplicado mediante realización de proyectos, informes de prácticas y/o trabajos
Preparación de trabajos y ejercicios. Estudio personal
117
0
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Examen de cuestiones del bloque Conceptos básicos.
Representa el 16% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación continua.
Examen del bloque Sistemas digitables basados en microcontrolador.
Representa el 32% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación continua.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
Examen del bloque Sistemas digitales con VHDL.
Representa el 32% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación continua.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
80 %
Tablas de observación para evaluar el desempeño de actividades (incluidas las prácticas de laboratorio) sobre las que no se requiera documentación escrita
Validación de la solución y de la funcionalidad de tareas entregables propuestas para evaluar el desempeño del estudiante, presentadas en el plazo establecido.
Está dividida en 2 partes, compuesta cada una de ellas por las actividades propuestas con tal fin en los bloques de Sistemas digitales basados en microcontrolador y de Sistemas digitales con VHDL, de la siguiente manera:
- tareas entregables propuestas en el bloque Sistemas digitales basados en microcontrolador, con un peso del 50% de la calificación de esta actividad (3% de la calificación final de la asignatura en el sistema de evaluación continua).
- tareas entregables propuestas en el bloque Sistemas digitales con VHDL, con un peso del 50% de la calificación de esta actividad (3% de la calificación final de la asignatura en el sistema de evaluación continua).
6 %
Evaluación por el profesor de proyectos propuestos
Evaluación de la funcionalidad y de la solución de los proyectos propuestos, presentados en el plazo establecido.
Está dividida en 2 partes, correspondiente cada una de ellas a proyectos propuestos en los bloques Sistemas digitales basados en microcontrolador y Sistemas digitales con VHDL, de la siguiente manera:
- Proyecto Sistemas digitales basados en microcontrolador, con un peso del 50% de la calificación de esta actividad (7% de la calificación final de la asignatura en el sistema de evaluación continua).
- Proyecto de Sistemas digitales con VHDL, con un peso del 50% de la calificación de esta actividad (7% de la calificación final de la asignatura en el sistema de evaluación continua).
14 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Examen de cuestiones del bloque Conceptos básicos.
Representa el 16% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
Examen del bloque Sistemas digitales basados en microcontrolador.
Representa el 42% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
Esta actividad de evaluación se corresponde con todas las actividades del sistema de evaluación continua asociadas al bloque de Sistemas digitales basados en microcontrolador.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
Examen del bloque Sistemas digitales con VHDL.
Representa el 42% de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
Esta actividad de evaluación se corresponde con todas las actividades del sistema de evaluación continua asociadas al bloque de Sistemas digitales con VHDL.
Es necesaria una calificación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta actividad para superar la asignatura.
100 %
Tanto los proyectos como los ejercicios de programación propuestos para guiar el proceso de aprendizaje son objeto de un proceso continuo de evaluación formativa durante las horas de clase.
Un estudiante que haya alcanzado la calificación mínima de una actividad de evaluación debe renunciar a dicha calificación para presentarse a la actividad de evaluación correspondiente a la mencionada en el sistema de evaluación final, tanto de la convocatoria ordinaria como de la extraordinaria.
Se considerará que el estudiante que se presenta a una actividad del sistema de evaluación final habiendo obtenido en la actividad correspondiente del sistema de evaluación continuo una calificación igual o superior a la mínima establecida para superar la asignatura, si la hubiere, renuncia de facto a dicha calificación del sistema de evaluación continuo en el momento de dar comienzo la actividad del sistema de evaluación final.
Se considerará que el estudiante que se presenta a una actividad del sistema de evaluación final en la convocatoria extraordinaria habiendo obtenido en la actividad correspondiente del sistema de evaluación continuo o del sistema de evaluación final en convocatoria ordinaria una calificación igual o superior a la mínima establecida para superar la asignatura, si la hubiere, renuncia de facto a dicha calificación anterior en el momento de dar comienzo la actividad del sistema de evaluación final.
Autor: Garrigós Guerrero, Francisco Javier
Título: Síntesis de sistemas digitales con VHDL
Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8495781271
Autor:
Título: PIC micro TM mid-range MCU family reference manual
Editorial: Microchip Technology Inc,
Fecha Publicación: 1997
ISBN:
Autor: Javier Toledo Moreo - Rafael Toledo Moreo
Título: Transparencias de clase
Editorial: UPCT
Fecha Publicación: 2020
ISBN: 0
Autor: Microchip Inc.
Título: PIC16F87X Datasheet
Editorial: Microchip Inc.
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0
Autor: Stallings, William
Título: Organización y arquitectura de computadores
Editorial: Prentice-Hall
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 8489660824
Autor: Mano, M. Morris
Título: Logic and computer design fundamentals
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 0132067110
Autor: Angulo Usategui, José María
Título: Microcontroladores "PIC"
Editorial: McGraw-Hill Interamericana de Espaäna,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788448156473
Autor: Chu, Pong P.
Título: FPGA prototyping by VHDL examples
Editorial: Wiley-Interscience,
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 0470185317:
Autor: Hayes, John P.
Título: Diseño de sistemas digitales y microprocesadores
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 1986
ISBN: 8476151268
Autor: Maxfield, Clive
Título: FPGAs: instant access
Editorial: Newnes : Elsevier
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9780080560113
Autor: Valdés Pérez, Fernando E.
Título: Microcontroladores fundamentos y aplicaciones con PIC
Editorial: Marcombo,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9788426714145
Autor: Wakerly, John F.
Título: Digital design principles and practices
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0130898961
Autor: Miguel Anasagasti, Pedro de
Título: Fundamentos de los computadores
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 8497322940
Aula virtual de la asignatura accesible para todos los alumnos matriculados a través de la siguiente dirección web: https://aulavirtual.upct.es
www.microhip.com
www.xilinx.com