Nombre: ARQUITECTURAS HARDWARE DE COMUNICACIONES
Código: 505104005
Carácter: Obligatoria
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 4º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: GARRIGÓS GUERRERO, FRANCISCO JAVIER
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968326461
Correo electrónico: javier.garrigos@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 11:00 / 14:00
ANTIGONES, planta 1, Despacho Despacho 9
jueves - 11:00 / 14:00
ANTIGONES, planta 1, Despacho Despacho 9
Titulaciones:
Doctor en Doctor en la Universidad Politécnica de Cartagena (ESPAÑA) - 2002
Máster en Master Universitario en Diseño, Robótica y Automatización Industrial en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1996
Ingeniero en Ingeniero Industrial en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1995
Ingeniero Técnico en Ingeniero Técnico Industrial - Electricidad en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 1991
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 5
Nº de sexenios: 3 de investigación y 1 de transferencia
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Responsable de los grupos: G2
Nombre y apellidos: MARTÍNEZ ÁLVAREZ, JOSÉ JAVIER
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968326462
Correo electrónico: jjavier.martinez@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
lunes - 16:00 / 18:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho Nº 15
Se recomienda solicitar cita por correo electrónico: jjavier.martinez@upct.es
jueves - 10:00 / 14:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho Nº 15
Se recomienda solicitar cita por correo electrónico: jjavier.martinez@upct.es
Titulaciones:
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 4
Nº de sexenios: 2 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[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.
[T1 ]. Capacidad de construir, explotar y gestionar las redes, servicios, procesos y aplicaciones de telecomunicaciones, entendidas éstas como sistemas de captación, transporte, representación, procesado, almacenamiento, gestión y presentación de información multimedia, desde el punto de vista de los servicios telemáticos
[T4 ]. Capacidad de describir, programar, validar y optimizar protocolos e interfaces de comunicación en los diferentes niveles de una arquitectura de redes
[TR2 ]. Trabajar en equipo
[TR3 ]. Aprender de forma autónoma
Al finalizar el plan formativo, el estudiante debe ser capaz de:
Desarrollar la habilidad de diseñar arquitecturas de cómputo de aplicación específica, fundamentalmente para aplicaciones en sistemas empotrados, móviles y de comunicaciones.
Desarrollar la habilidad de saber seleccionar y utilizar las diferentes tecnologías de circuitos integrados más adecuadas para la implementación de una arquitectura de cómputo: ASICs, dispositivos programables, microcontroladores, DSPs.
Desarrollar la habilidad de análisis de requisitos y prestaciones de un sistema de cómputo, atendiendo a diferentes criterios, como capacidad de cómputo, consumo, comunicaciones, tamaño, o coste.
Desarrollar la habilidad de implementar sistemas microelectrónicos complejos, utilizando técnicas de codiseño hardware/software, herramientas de diseño electrónico y lenguajes (VHDL, ensamblador, C) más adecuados disponibles.
Desarrollar la habilidad de diseñar sistemas basados en cores IP (sistemas y redes en un chip), y periféricos de aplicación específica que utilicen estándares usuales de comunicaciones con otros dispositivos: controladores de memoria DDRSDRAM, flash, Ethernet, I2C, SPI, RS-232, etc.
Arquitecturas de cómputo avanzadas. Sistemas de Entrada/Salida. Interfaces de alta velocidad. Diseño mediante dispositivos reconfigurables. Evaluación del rendimiento.
Bloque I.- Sistemas en un Chip.
1.1. Sistemas Empotrados. Definición, tipos y características
1.2. Sistemas en un Chip. Definición, tipos y características
1.3. Tecnologías de dispositivos ASICs
1.4. Tecnologías de dispositivos programables
Bloque II.- Arquitecturas de cómputo de Aplicación Específica. Sistemas empotrados
2.1. Lenguajes de Transferencia de Registros. Diagramas ASM
2.2. Diseño de Unidades de Control
2.3. Diseño de Rutas de Datos dedicadas y genéricas
2.4. Diseño de microprocesadores dedicados y de propósito general
Bloque III.- Metodologías de codiseño Software/Hardware. Diseño basado en cores
3.1. Herramientas de codiseño software/hardware y diseño ESL
3.2. Diseño basado en cores y módulos IP para sistemas y redes en un chip
3.3. Interfases y periféricos de comunicaciones de propósito general
3.4. Interfases y periféricos dedicados
Bloque IV.- Introducción al paralelismo y análisis de prestaciones
4.1. Paralelismo implícito y explícito. Tipos de arquitecturas paralelas
4.2. Introducción al análisis de prestaciones
Práctica 1.- Diseño, simulación y síntesis de un Sistema Digital dedicado.
Se desarrollará la arquitectura un componente básico para procesamiento digital de señal Entregable 1.1. Se requiere entregar un informe con los resultados obtenidos.
Práctica 2.- Diseño de una arquitectura de aplicación específica basada en microprocesador.
Se implementará un sistema de cómputo sencillo pero completo basado en microprocesador de 8 bits. Tanto el procesador como sus periféricos serán diseñados total o parcialmente por los estudiantes. Entregable 2.1. Se requiere entregar un informe con los resultados obtenidos
Práctica 3.- Diseño de un SoC basado en cores de microprocesador y módulos IP.
Se implementará una arquitectura de cómputo compleja con microprocesador de 32bits basada en cores prediseñados, a los que se podrán añadir cores implementados por los estudiantes. Entregable 3.1. 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.- Systems on a Chip.
1.1. Embedded systems. Definition, types and characteristics.
1.2. Systems on a Chip. Definition, types and characteristics.
1.3. ASIC technologies
1.4. Programmable devices technologies
Part II.- Application-specific computing architectures. Embedded systems.
2.1. Register-Transfer-Level Languages and ASM diagrams
2.2. Design of Control Units
2.3. Design of dedicated and generic data-paths
2.4. Design of dedicated and general-purpose microprocessors
Part III.- HW/SW co-design methodologies and IP core based design
3.1. ESL tools and WH/SW co-design
3.2. IP based design for SoCs and NoCs
3.3. General purpose Interfaces and peripherals
3.4. Dedicated interfaces and peripherals
Part IV.- Introduction to parallelism and performance analysis
4.1. Implicit vs. explicit parallelism. Types of parallel architectures
4.2. Introduction to the performance analysis
Bloque I.- Sistemas en un Chip.
- Saber seleccionar y utilizar las diferentes tecnologías de circuitos integrados más adecuadas para la implementación de una arquitectura de cómputo: ASICs, dispositivos programables, microcontroladores, DSPs.
- Conocer los procesos y etapas básicos en el diseño de circuitos integrados.
- Conocer la arquitectura de las plataformas de cómputo basadas en SoCs actuales en diferentes ámbitos: telefonía, comunicaciones, etc.
Bloque II.- Arquitecturas de cómputo de Aplicación Específica. Sistemas empotrados
- Operar con dispositivos lógicos programables.
- Aprender a diseñar componentes/subsistemas digitales utilizando lenguajes de descripción hardware.
- Desarrollar la habilidad de implementar sistemas microelectrónicos complejos, utilizando técnicas de codiseño hardware/software, herramientas y lenguajes (VHDL, ensamblador, C,¿) más adecuados disponibles.
Bloque III.- Metodologías de codiseño Software/Hardware. Diseño basado en cores
- Conocer las diferentes metodologías de diseño electrónico.
- Saber utilizar dispositivos lógicos programables para la implementación de SoCs, integrando microprocesadores y componentes de catálogo junto con subsistemas de diseño propio que utilicen estándares usuales de comunicaciones con otros dispositivos: controladores de memoria, Ethernet, I2C, SPI, RS-232, etc.
Bloque IV.- Introducción al paralelismo y análisis de prestaciones
- Desarrollar la habilidad de analizar requisitos y prestaciones de un sistema de cómputo, atendiendo a diferentes criterios, como capacidad de cómputo, consumo, comunicaciones, tamaño, o coste.
Estudio personal o en grupo de alumnos
Estudio personal o en grupo de alumnos
60
0
Preparación de trabajos y ejercicios (incluye tiempo para consulta bibliográfica y documentación)
Preparación de trabajos y ejercicios de prácticas y teoría
60
0
Clase de teoría
Clase de teoría en el aula
15
100
Clase orientada a la resolución de problemas y caso de estudio
Clase de resolución de problemas en el aula
12
100
Clase práctica en laboratorio
Clase práctica en laboratorio
24
100
Asistencia a seminarios, conferencias, visitas guiadas, etc.
Asistencia a seminarios, conferencias, visitas guiadas, etc.
3
100
Presentación de trabajos ante el profesor
Entrevista oral para presentación y defensa de trabajos
3
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 en el aula
3
100
Trabajo práctico de laboratorio
Evaluación de los proyectos de trabajos de laboratorio. Los estudiantes deberán entregar un informe con los resultados de cada práctica en los plazos establecidos, según un proceso de evaluación continua. Se podrá contemplar una entrevista con los estudiantes sobre la práctica. Se evalúan todos los resultados del aprendizaje, en función de la calidad de la solución adoptada, los resultados obtenidos, la calidad de la documentación y las respuestas aportadas en la entrevista en su caso. Esta actividad se desarrollará durante el periodo docente.
50 %
Exámenes escritos y/u orales (evaluación de contenidos teóricos, aplicados y/o prácticas de laboratorio)
Pruebas de evaluación escrita, que pueden incluir tanto cuestiones cortas o tipo test, como resolución de problemas similares a los resueltos en clase, sobre los contenidos impartidos de la asignatura. Se evalúan todos los resultados del aprendizaje. Esta actividad se desarrollará durante el periodo de exámenes.
50 %
Entregables de ejercicios y/o prácticas
Entregables de prácticas de laboratorio o trabajos específicos.
Los trabajos específicos (optativos) contarán como prácticas adicionales.
0 %
- Para superar la asignatura será necesario obtener un mínimo de 4 puntos sobre 10 en las actividades de evaluación con peso igual o superior al 30% de la nota.
- 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 contínua debe renunciar a la calificación obtenida en dicha actividad del sistema de evaluación continua.
- La actividad "Trabajo práctico de laboratorio" (50%) se desarrollará durante el periodo docente.
- La actividad "Exámenes escritos " (50%) se desarrollará durante el periodo de exámenes.
- En las convocatorias ordinaria y extraordinaria existirán actividades equivalentes que permitirán recuperar las actividades de evaluación dializadas durante el periodo docente (Trabajo práctico de laboratorio) manteniendo la misma ponderación.
Autor: Garrigós Guerrero, Francisco Javier
Título: Síntesis de sistemas digitales con VHDL
Editorial: Universidad Politécnica de Cartagena
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8495781271
Autor: Nurmi, Jari
Título: Processor design system-on-chip computing for ASICs and FPGAs
Editorial: Springer
Fecha Publicación: 2010
ISBN: 9789048173853
Autor: Hwang, Enoch O.
Título: Digital logic and microprocessor design with interfacing
Editorial: Thomson
Fecha Publicación: 2018
ISBN: 9781305859470
Autor: Silage, Dennis
Título: Embedded design using programmable gate arrays
Editorial: Bookstand
Fecha Publicación: 2008
ISBN: 9781589094864
Autor: Bayley, Brian
Título: ESL design and verification a prescription for electronic system level methodology
Editorial: Morgan Kaufmann,
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9780123735515
Autor: Lloris Ruiz, Antonio
Título: Sistemas digitales
Editorial: McGraw-Hill
Fecha Publicación: 2003
ISBN: 8448121465
Autor: Hwang, Enoch O.
Título: Digital logic and microprocessor design with VHDL
Editorial: Thomson
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 0534465935
Autor: Angulo Usategui, José María
Título: Electrónica fundamental 5 teoria y práctica, desde la válvula hasta el circuito integrado
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 1984
ISBN: 8428313067
Autor: Tocci, Ronald J.
Título: Sistemas digitales principios y aplicaciones
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2007
ISBN: 9789702609704
Autor: Floyd, Thomas L.
Título: Fundamentos de sistemas digitales
Editorial: Prentice-Hall
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9788490353011
Autor: Rajsuman, Rochit.
Título: System-on-a-chip
Editorial: Artech House,
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 1580531075
Autor: Benini, Luca
Título: Networks on chips
Editorial: Elsevier Morgan Kaufmann Publishers,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 9780123705211
Autor: Angulo Usategui, Jose María
Título: Electrónica fundamental 7 problemas de electrónica, resueltos y con soluciones
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 1985
ISBN: 8428313644
Autor: Angulo Usategui, José María
Título: Electrónica fundamental 5 teoria y práctica, desde la válvula hasta el circuito integrado
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 1984
ISBN: 8428313067
Autor: Hayes, John P.
Título: Introducción al diseño lógico digital John P. Hayes
Editorial: Addison-Wesley Iberoamericana
Fecha Publicación: 1996
ISBN: 0201625903
Autor: Angulo Usategui, José María
Título: Electrónica fundamental 6 teoria y práctica, desde la válvula hasta el circuito integrado
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 1986
ISBN: 8428313067
Autor: Angulo Usategui, José María
Título: Electrónica fundamental 1 teoría y práctica: desde la válvula hasta el circuito integrado
Editorial: Paraninfo
Fecha Publicación: 1988
ISBN:
Autor: Benini, Luca
Título: Networks on chips[Recurso electrónico] technology and tools
Editorial: Morgan Kaufmann,
Fecha Publicación: 2006
ISBN: 0123705215
- Aula Virtual (http://moodle.upct.es)
- www.xilinx.com, www.digilentinc.com.
- Manuales de las herramientas de diseño empleadas en prácticas