Nombre: SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN MICROPROCESADORES
Código: 505102006
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 Permanente Laboral
Nº de quinquenios: 5
Nº de sexenios: 2 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Responsable de los grupos: G2, G3
Nombre y apellidos: TOLEDO MOREO, RAFAEL
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968325948
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: Catedrático de Universidad
Nº de quinquenios: 4
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 ]. Conocimiento y aplicación de los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware
[C9 ]. 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 plan 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.
Microprocesadores y microcontroladores. Diseño de sistemas basados en microprocesador. Lenguajes de descripción hardware.<br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br>
Sistemas basados en microcontrolador.
- Introducción a los sistemas basados en microcontroladores y sus aplicaciones.
- Fundamentos de memoria, entrada/salida e interrupciones en sistemas embebidos.
- Arquitectura de microcontrolador representativo de gama media de 8 bits.
- Conceptos básicos de conversión analógico-digital.
- Conceptos básicos de buses de comunicación serie en sistemas embebidos.
- Desarrollo de sistemas basados en un microcontrolador de 8 bits de gama media:
· Conceptos básicos para la programación.
· Configuración y gestión de las interrupciones.
· Entrada/Salida e interrupciones asociadas a pines de entrada.
· Temporizadores y manejo de interrupciones.
· Convertidor A/D y manejo de interrupción.
· Periféricos de comunicación serie y manejo de sus interrupciones.
Sistemas digitales con VHDL.
- Fundamentos del diseño digital síncrono: organización, funcionamiento y temporización
- Introducción a la arquitectura de los dispositivos FPGA y al flujo de diseño
- 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 y secuenciales.
· Descripción de máquinas de estados finitos.
· Diseño de sistemas digitales.
· Verificación funcional mediante testbench.
Sistemas basados en microcontrolador.
En el bloque Sistemas basados en microcontrolador se utilizará un microcontrolador de 8 bits de gama media de Microchip para realizar ejercicios dedicados 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 pines de entrada. - Configuración y manejo de temporizadores y sus interrupciones asociadas. - Configuración y manejo de periféricos para conversión A/D y sus interrupciones asociadas. - Configuración y manejo de periféricos para comunicación serie y sus interrupciones asociadas.
Sistemas digitales con VHDL.
En el bloque Sistemas digitales con VHDL se utilizará un entorno de desarrollo de Xilinx para realizar ejercicios dedicados a: - Familiarización con el entorno de diseño y simulación. - Diseño y verificación de sistemas digitales básicos a nivel RTL en lenguaje VHDL.
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.
Digital systems with VHDL.
- Fundamentals of synchronous digital design: organization, operation, and timing
- Introduction to FPGA device architecture and the design flow.
- Design and verification of digital systems at Register Transfer Level using VHDL:
· Fundamentals of VHDL
· Description of combinational and sequential components
· Description of Finite State Machines
· Design of digital systems
· Testbench
Microcontroller-based systems.
- Introduction to microcontroller-based digital systems and applications.
- Architecture of a representative mid-range 8-bit microcontroller.
- Fundamentals of Input/Output, memory and interrupts.
- Fundamentals of analog to digital conversion.
- Fundamentals of serial buses.
- Programming microcontroller-based systems, using a mid-range 8-bit device:
· Basics for programming.
· Interrupts: configuration and management.
· Input/Output and interrupts associated to input pins.
· Timers: configuration and management.
· ADC: configuration and management.
· Serial comunications peripherals: 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, ambas 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.
Estudio personal o en grupo de alumnos
Estudio personal del estudiante
56
0
Preparación de trabajos y ejercicios (incluye tiempo para consulta bibliográfica y documentación)
Realización de trabajos y ejercicios propuestos
60
0
Clase de teoría
Clase de teoría
15
100
Clase orientada a la resolución de problemas y caso de estudio
Clase orientada a la resolución de ejercicios
12
100
Clase práctica en laboratorio
Clase en laboratorio
30
100
Asistencia a seminarios, conferencias, visitas guiadas, etc.
Asistencia a seminarios, conferencias o realización de visitas
La realización de esta actividad está condicionada a la disponibilidad de ponente invitado o experto externo, cuya participación no puede garantizarse con carácter previo. En caso de no disponibilidad, estas horas serán dedicadas a clase orientada a la explicación de la funcionalidad y resolución de ejercicios
2
100
Presentación de trabajos ante el profesor
Presentación y defensa de trabajos ante el profesor.
La realización de esta actividad está condicionada por el tipo de las entregas que se proponen en evaluación continua.
De no ser necesaria, las horas serán dedicadas a clase orientada a la explicación de la funcionalidad y resolución de ejercicios.
1
100
Realización de pruebas de evaluación (tiempo de duración de los exámenes y otras pruebas de evaluación en el aula)
Realización de pruebas de evaluación
4
100
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Se realizarán 2 exámenes:
- Examen del bloque Sistemas basados en microcontrolador.
- Examen del bloque Sistemas digitales con VHDL.
Para superar la asignatura, es necesario obtener una calificación mínima de 5 puntos sobre 10 en el examen del bloque Sistemas basados en microcontrolador y una calificación mínima de 5 puntos sobre 10 en el examen del bloque Sistemas digitales con VHDL. La calificación obtenida en estos exámenes que sea igual o superior a la mínima establecida se guarda para las restantes convocatorias del curso.
En evaluación continua, cada examen tendrá un peso del 40% en la calificación global de la asignatura.
En la evaluación final, tanto en la convocatoria ordinaria como en la extraordinaria, cada examen tendrá un peso del 50% en la calificación global de la asignatura. El incremento de ponderación de estos exámenes en la evaluación final se debe a que la evaluación equivalente a las actividades entregables asociadas a cada bloque (10% en el bloque Sistemas basados en microcontrolador y 10% en el bloque Sistemas digitales con VHDL) se realiza integrada en el examen correspondiente.
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).
0 %
Evaluación por el profesor de proyectos propuestos
Es una actividad exclusiva del sistema de evaluación continua. Consistirá en una o más tareas entregables y se realizará en horario lectivo.
El 20% que suponen estas actividades en la calificación global de la asignatura en el sistema de evaluación continua se reparte en:
- 10% en el bloque Sistemas basados en microcontrolador
- 10% en el bloque Sistemas digitales con VHDL.
En cada bloque, el 10% se repartirá a su vez entre las entregas propuestas en dicho bloque. El número de entregas y por tanto el peso de cada una de ellas está sujeto al desarrollo temporal de la asignatura y será establecido por el profesor con suficiente antelación. Ninguna entrega tendrá un peso en la calificación global superior al 10%, ni será calificada como apto o no apto. No se existe una calificación mínima requerida en ninguna entrega para superar la asignatura
Para la evaluación de cada tarea, se podrá concertar una entrevista presencial con el estudiante para responder cuestiones sobre el planteamiento, desarrollo y funcionalidad de la entrega realizada, así como sobre el contenido de cualquiera de los documentos que pudieran formar parte de ella.
En el sistema de evaluación final, tanto de la convocatoria ordinaria como de la extraordinaria, la evaluación equivalente a las entregas se realizará en el examen correspondiente de cada bloque. Por esta razón, la calificación de los exámenes de cada bloque tiene un peso del 50% en la calificación global en el sistema de evaluación final, y la calificación obtenida en las entregas de evaluación continua no forma parte de la calificación de la asignatura en el sistema de evaluación final.
20 %
Los ejercicios y entregables propuestos durante el desarrollo de la asignatura son objeto de un proceso continuo de evaluación formativa durante las horas de clase.
El Sistema de Evaluación Continua (SEC) consta del examen del bloque Sistemas basados en microcontrolador (40% de la calificación global de la asignatura en el SEC), del examen del bloque Sistemas digitales con VHDL (40% de la calificación global de la asignatura en el SEC) y del conjunto de ejercicios o proyectos entregables (20% en la calificación global de la asignatura en el SEC). Los exámenes se realizarán en las fechas establecidas por la ETSIT. Los entregables se realizarán durante el periodo lectivo. El SEC se aplica únicamente en la convocatoria ordinaria.
El Sistema de Evaluación Final (SEF) consta del examen del bloque Sistemas basados en microcontrolador (50% de la calificación global en el SEF) y del examen del bloque Sistemas digitales con VHDL (50% de la calificación global en el SEF). Las calificaciones obtenidas en las entregas durante la evaluación continua no forman parte de la calificación de la asignatura en el SEF. El sistema de evaluación final se aplica en la convocatoria ordinaria y en la convocatoria extraordinaria.
En la convocatoria ordinaria se aplican el sistema de evaluación continua y el sistema de evaluación final. La calificación del estudiante en esta convocatoria será la mayor de las resultantes de los dos sistemas de evaluación.
En la convocatoria extraordinaria se aplica el sistema de evaluación final.
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 continua una calificación igual o superior a la mínima establecida para superar la asignatura renuncia de facto a dicha calificación del sistema de evaluación continua 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 continua o del sistema de evaluación final en convocatoria ordinaria una calificación igual o superior a la mínima establecida para superar la asignatura renuncia de facto a dicha calificación anterior en el momento de dar comienzo la actividad del sistema de evaluación final.
La validación por parte del profesorado encargado de la elaboración de este guía de que el sistema de evaluación descrito cumple con la normativa de evaluación vigente ha sido realizada con el asistente proporcionado con tal propósito por la UPCT. Dicho asistente es una herramienta de apoyo orientativa basada en inteligencia artificial que puede contener errores
Autor: Javier Toledo Moreo - Rafael Toledo Moreo
Título: Transparencias de clase
Editorial: UPCT
Fecha Publicación: 2026
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
Autor: Fco. Javier Garrigós Guerrero, Fco. Javier Toledo Moreo, José Javier Martínez Álvarez
Título: Síntesis de sistemas digitales con VHDL
Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8495781271
Autor: Microchip Technology Inc.
Título: PIC micro TM mid-range MCU family reference manual
Editorial: Microchip Technology Inc.
Fecha Publicación: 1997
ISBN:
Aula virtual de la asignatura accesible para todos los alumnos matriculados a través de la siguiente dirección web: https://aulavirtual.upct.es/