Grau en Engineering in Technology Management

Forma't en un Grau Universitari únic a Espanya i amb un 100% d'ocupació

Sistemes digitals i microprocessadors

Descripció
En aquesta assignatura s´expliquen les tècniques i la metodologia per al disseny de sistemes digitals basats en microprocessadors/microcontroladors. Es comença amb l'estudi dels blocs principals d?un microprocessador mitjançant circuits integrats de petita i mitjana escala d?integració (SSI i MSI). Seguidament s'estudia el disseny de software per a sistemes amb microcontroladors. S'estudia l?arquitectura d?un microcontrolador de 8 bits i la seva programació amb llenguatge d'assemblador. A continuació, s?aborda el disseny de software cooperatiu per a microcontroladors en C. Finalment es treballa el disseny de sistemes multitasca a temps real.
Tipus assignatura
Tercer - Obligatoria
Semestre
Anual
Curs
3
Crèdits
9.00

Professors Titulars

Coneixements previs

Conceptes bàsics d´àlgebra de Boole i sistemes combinacionals.

Objectius

1. Reforçar els coneixements bàsics del disseny de sistemes combinacionals i seqüencials.
2. Assolir els coneixements sobre el disseny de sistemes digitals amb elements de l?escala mitja/baixa d´integració, amb microprocessadors i amb microcontroladors.
3. Estudiar diferents metodologies de disseny de sistemes digitals.
4. Dissenyar i implementar sistemes digitals al laboratori per tal de reforçar el seu coneixement i analitzar amb més detall el seu funcionament.
5. Adquirir habilitats per a la detecció d?errors en sistemes de complexitat elevada en les implementacions fetes al laboratori.

Continguts

Tema 1. La miniCPU (18 hores).
1.1 Arquitectura general d?una CPU.
1.2 Fetch i decoding d?instruccions.
1.3 La Pila (stack).
1.4 Execució d?instruccions de salt.
1.5 Memòria de dades, mapa de memòria, adreçament i interfície d?Entrada/Sortida.
1.6 El bus de dades i els registres de funció especial.
1.7 La unitat aritmeticològica.
1.8 Interrupcions.
1.9 Perifèrics avançats.
Tema 2. Programació de microcontroladors en assemblador (22 hores).
2.1. Conjunt d?instruccions.
2.2. Ports d?entrada/sortida.
2.3. Oscil·lador.
2.4. Interrupcions.
2.5. Timer 0.
2.6. Memòria de programa.
2.7. Memòria de dades.
2.8. Programació en llenguatge d?assemblador.
Tema 3. Disseny i programació cooperativa en C (40 hores).
3.1. Metodologia de programació de sistemes multitasca.
3.2. Disseny i implementació de software cooperatiu.
3.3. Convertidor A/D.
3.3. EUSART.
3.4. La memòria EEPROM.
3.5. Resolució de problemes multitasca.
3.6. Disseny i implementació de sistemes multitasca a temps real.

Metodologia

La metodologia utilitzada a l?assignatura de Sistemes digitals i microprocessadors combina les classes magistrals i de problemes amb les classes invertides (flipped classroom) en les que puntualment s?utilitza el Just-in-time teaching. Els continguts adquirits en les classes presencials es reforcen amb la realització de dues pràctiques de laboratori, que es van entregant durant el curs i que constitueixen el nucli de l'avaluació continuada.

En aquesta assignatura s?utilitza la plataforma estudy com a mitjà de comunicació entre l?alumne i el professor. En aquesta plataforma es van publicant els materials que es van necessitant al llarg del curs (manuals, propostes d´exercicis, enunciats d´exàmens, continguts de suport, etc.).

Avaluació

L?assignatura està organitzada en dos semestres i la seva avaluació, totalment independent d?un semestre a l?altre, és sensible a les notes dels exàmens de teoria i d?avaluació contínua.

Referent als exàmens de teoria
El primer semestre té un examen final (E1S) al mes de gener que es pot recuperar a la convocatòria extraordinària de juliol. En ambdues convocatòries, per poder presentar-se a aquest examen final caldrà haver aprovat abans del dia de l?examen, com a mínim, un dels dos checkpoints d?avaluació continua del primer semestre ({CP}_{1-1} i/o {\ CP}_{1-2}). En cas contrari, la nota E1S serà NP.
El segon semestre té un examen final (E2S) que es fa a la convocatòria ordinària de juny i que es pot recuperar a la convocatòria extraordinària de juliol. En ambdues convocatòries, per poder presentar-se a aquest examen final caldrà haver aprovat abans del dia de l?examen, com a mínim, un dels dos checkpoints d?avaluació continua del segon semestre ({CP}_{2-1} i/o {\ CP}_{2-2}). En cas contrari, la nota E2S serà NP.

Referent a l?avaluació continua
L?avaluació continua contempla la capacitat de progrés, planificació i el treball continu de l?alumne. Aquesta avaluació recau en les pràctiques. En cadascuna de les dues pràctiques de l?assignatura hi hauran dos checkpoints (CP) establerts en unes dates prefixades, que serviran per avaluar l?estat real de les pràctiques al llarg del temps.

Les notes d?avaluació continuada es calculen com:
{NAC}_1:
{si\ {CP}_{1-1},{CP}_{1-2}\geq5\rightarrow N A C}_1=0.4· CP1-1+0.6·CP1-2
{si\ {CP}_{1-2}=NP\rightarrow N A C}_1=NP\
{NAC}_2:
{si\ {CP}_{2-1},{CP}_{2-2}\geq5\rightarrow N A C}_2=0.4· CP2-1+0.6·CP2-2
{si\ {CP}_{2-1}=NP,\ {CP}_{2-2}\neq N P\ \rightarrow N A C}_2=min\funcapply(2,{CP}_{2-2})\
{si\ {CP}_{2-2}=NP\rightarrow N A C}_2=NP

Això vol dir que per tal de poder optar a una nota d?avaluació continua {NAC}_i\geq5 cal superar tots els {CP}_{i-j}. La nota màxima dels checkpoints que s?aprovin abans de dues setmanes després de l?última data prefixada d?entrevistes del {CP}_{i-j} és un 7. La nota màxima dels checkpoints que s?aprovin després de dues setmanes després de l?última data prefixada d?entrevistes del {CP}_{i-j}\ és un 5.

Per cada checkpoint {CP}_{i-j} que s?aprovi abans de la data límit d?entrevistes, l?alumne optarà a una bonificació de fins a 0.5 punts a sumar sobre la nota de l?examen de teoria (EiS) del semestre al qual correspon el checkpoint. Aquesta bonificació l?assignarà el professor del grup classe al que ha estat assignat l?alumne i en ponderarà la seva actitud vers l?assignatura; es tindran en compte paràmetres com l?assistència, la participació, els exercicis resolts a classe, la preparació de les sessions, etc.

Criteris avaluació

La nota final d?un semestre es calcula com el màxim entre la nota de l?examen i la nota de l?examen (E_iS) ponderada amb la nota d?avaluació continuada del semestre, si la nota de teoria és igual o superior a 5 i la d?avaluació continuada diferent a NP. Així:
si\ E_iS\geq5\ i\ {NAC}_i\neq NP\ \rightarrow{NF}_i=max ?( EiS ; 0.6·EiS+0.4·NACi) ,
si\ E_iS<5\ \rightarrow{NF}_i=\left[\ E_iS\ \right].
Per tal d?aprovar l?assignatura és necessari que {NF}_1\ i {NF}_2\ siguin superiors o iguals a 5, i tenir les dues pràctiques entregades i aprovades ({NAC}_1,NAC_2\geq5). En aquest cas, la nota final de l?assignatura es calcula com la mitjana aritmètica de les notes finals dels dos semestres.
En cas de que algun dels elements d?avaluació de l?assignatura (CP_{i-j},\ E_iS) sigui NP, la nota final serà:
2, si les activitats d?avaluació altament significatives en les que ha participat l?alumne representen un pes agregat igual o superior al 50% del pes total de les activitats d?avaluació altament significatives.
NP, altrament.

Bibliografia bàsica

[1] August Climent i Judit Lacomba, Teoria i exercicis de Sistemes Seqüencials de Procés Específic, La Salle, 2005.
[2] F. Escudero, Disseny de sistemes de control cooperatius. Una visió pragmàtica, La Salle, 2009.
[3] August Climent i Antoni Garrell, Introducció al Disseny Digital, La Salle, 1999.

Material complementari

[4] M.Mano and M.D.Ciletti, Digital Design, 4th edition, Prentice Hall, 2007.
[5] Microchip, PIC18F4321 Family Data Sheet, Microchip Technology, 2007.
[6] R.Miles and K.Hamilton, Learning UML 2.0, O'Reilly Media Inc, 2006.