Descripción
En la asignatura se hace una introducción al diseño microeléctrico y se estudian las estructuras programables en array (PLDs y FPGAs) y las estructuras lógicas regulares (ROM, PLA), así como las memorias MOS. Hay una parte práctica de diseño de sistemas digitales con lenguajes descriptores de hardware de alto nivel (VHDL) y su implementación sobre FPGAs.
Tipo asignatura
Optativa
Semestre
Primero
Créditos
5.00
Conocimientos previos

Electrónica digital básica.

Objetivos

Los alumnos que cursan la asignatura adquieren los conocimientos y desarrollan las habilidades que se indican a continuación:
1. Capacidad de análisis y síntesis.
2. Conocimientos generales básicos sobre el área de estudio.
3. Capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica.

Contenidos

Teoría:

1. Introducción al Diseño Microeléctrico.
1.1. El transistor MOS como interruptor.
1.2. Puertas básicas CMOS.
1.3. El proceso de diseño de un ASIC.
1.4. Tipos de ASICs.

2. Lenguajes de Descripción de Hardware.
2.1. Necesidad e introducción histórica.
2.2. Filosofía del diseño Top-Down y síntesis automática.
2.3. El lenguaje VHDL.
2.4. Diseño de máquinas de estados finitos basados en VHDL.

3. Estructuras Regulares.
3.1. Introducción a las estructuras lógicas regulares.
3.2. Estructuras lógicas regulares: ROM, PLA.
3.3. Memorias CMOS.

4. Dispositivos lógicos programables.
4.1. Introducción a las FPGAs.
4.2. Arquitectura interna de una FPGA.
4.3. Técnicas avanzadas de diseño orientado a dispositivos lógicos programables.
4.4. SOPC: un Sistema completo en un Chip Programable.
4.5. Verificación avanzada de sistemas digitales.

Prácticas de laboratorio:

1.- Diseño de sistemas digitales en VHDL y verificación sobre un kit de desarrollo con FPGA.

Metodología

La metodología que se sigue para impartir la asignatura es la clase magistral con la participación activa de los alumnos. Éstas van acompañadas de clases prácticas de problemas que se incluyen en el horario lectivo de la asignatura. Estas clases están destinadas a hacer problemas de la parte teórica vista hasta el momento, ya sea como ejemplo puesto por el profesor o por los propios alumnos mediante una propuesta in situ para resolver en clase.

Todas las clases se acompañan de un proceso de evaluación continua donde el alumno tiene una prueba que indica su nivel de seguimiento de la asignatura. Esto implica que el alumno debe estudiar en casa la materia impartida o realizar una serie de ejercicios propuestos para contestar en casa y comentar en clase.

Las prácticas se hacen fuera del horario de clase, pero regularmente se hacen unas sesiones explicativas para resolver las dudas que vayan surgiendo. Evidentemente, los alumnos pueden disponer del software de trabajo ya que se puede utilizar sin costo.

Todos los alumnos disponen de horarios de dudas de la asignatura donde tienen una atención personalizada con el profesor para aclarar todo eso que sea necesario de la parte teórica, de los problemas o de las prácticas.

Evaluación

A. Exámenes
C. Exámenes tipo test
D. Trabajos hechos en casa
G. Trabajos prácticos con y sin ordenador
K. Informes de laboratorio

La asignatura consta de una parte teórica y una parte práctica. Cada una de estas partes se evalúa por separado y se ha de aprobar con una nota superior a 5. Una vez aprobadas las dos partes, la nota final de la asignatura se calcula:

Nota_Final = Nota_Teoría*0,5 + Nota_Práctica*0,5

Evaluación de la teoría:

La nota de teoría (Nota_Teoría) se calcula a partir del sistema general de evaluación, como la mejor de las siguientes:

a) Nota_Teoría = Nota_Examen*0,6 + Nota_EC*0,4
b) Nota_Teoría = Nota_Examen

Nota_EC es una nota de evaluación continua obtenida durante el semestre, a partir de ejercicios, trabajos y controles de conocimientos realizados a lo largo del mismo.

Evaluación de la práctica:

Para aprobar la práctica, es necesario que funcione correctamente y la memoria presentada con el desarrollo y los resultados s sea aceptable.

Criterios evaluación

Objetivo 1
El estudiante ha de demostrar haber adquirido capacidad de análisis y síntesis en el estudio y diseño de circuitos digitales [A, C, D, G, K]

Objetivo 2
El estudiante tiene que asimilar los conocimientos generales básicos sobre el área de estudio [A, C]

Objetivo 3
El estudiante ha de saber afrontar la resolución de problemas propuestos de diseño de sistemas digitales [A, G, K]

Objetivo 4
El estudiante ha de haber sido capaz de trabajar en equipo en el diseño e implementación de sistemas [G, K]

Objetivo 5
El estudiante ha de tener la habilidad de gestionar la información recibida por diversas fuentes, para aplicarla los problemas que se plantean y a las prácticas que se diseñan [G, K]

Objetivo 6
El estudiante ha de tener la capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica, en un entorno de laboratorio [G, K]

Bibliografía básica

[1] M.J.S.Smith, Application-Specific Integrated Circuits, Addison-Wesley, 1997.

[2] J.M.Rabaey, Digital Integrated Circuits: a Design Perspective, Prentice Hall, 1996.

[3] Z.Salcic, A.Smailagic, Digital Systems Design and Prototyping using Field Programmable Logic, Kluwer Academic Publishers, 1998.

Material complementario

[1] Enoch O. Hwang, Digital Logic and Microprocessor Design with VHDL, Thomson.