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Academic Year/course: 2021/22

444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering

29845 - Electronic Embedded Systems


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
29845 - Electronic Embedded Systems
Faculty / School:
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Degree:
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

This lecture is focused on embedded systems: Design, types of, fundamentals and analysis.

So, subjects are related with methodologies and tools of follwing: firmware, integration and test

1.2. Context and importance of this course in the degree

Embedded systems are a success technologies nowadays. They are involved on almost all of goods around us. Furthermore, they are a essential brick of IoT paradigma

1.3. Recommendations to take this course

The student's skills needed to take this lecture are related with computer science -as microcontroller programming- and fundamentals of electronic systems -digital electronic-

2. Learning goals

2.2. Learning goals

1.- Skills related with design of Systems based on Chip or Single Board Computer

2.- Skills to connect heterogeneous digital systems

3.- Fundamentals of Operating Systems

5.- Fundamentals of Real time systems

2.3. Importance of learning goals

Engineers must resolve complex systems on comples and heterogeneous enviorments. So Embedded systems are a right solution for most of them

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

During lecture

Assessment are based on PBL process, with a 25% of laboratories task and 75% of final project

 

Global task

Students that have not pass during lecture course, can attend to a global exam with a theoretical part (25%) and laboratory part (75%)

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards the achievement of the learning objectives. The course is based on combining theoretical explanations with practical exercises and laboratory work.

  • Lectures will provide theoretical background on the fundamentals of embedded systems
  • Case studies and real applications will be worked out at the classroom
  • The students will do laboratory work connecting different peripherals to a Single Board Computer (SBC) -mainly RaspberryPi platform- and will program the hardware in assembly and C languages
  • Individual and group assignments will be proposed
  • Student participation is considered very important in order to acquire the learning outcomes and skills needed
  • The students will develop a course Project

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

  • Lectures,
  • Practicum and
  • Project course related to the syllabus

4.3. Syllabus

The course will address the following topics: 

1.- Hw/Sw co-design:

-  32 bits architecture based SoC: fundamentals, development tools and applications

-  Reconfigurable systems

2.- Embedded platforms

-  Real-time Operating systems: fundamentals and tools

-  Embedded systems cross-compiling techniques

3.- Firmware debugging

-  Local and remote debugging

4.- Integration and testing

4.4. Course planning and calendar

Theoretical classes and practical sessions in the laboratory are taught according to the schedule established by the center (times available on its website). The tutorials will be publicized through the channels established by the Polytechnic University School and on the platform http://moodle.unizar.es

The activities calendar to be carried out will be established once the University and the Center have approved the academic calendar (which can be consulted on the center's website).

The relationship and date of activities, along with all kinds of information and documentation on the subject, will be published at http://moodle.unizar.es/ (Note. To access this website, the student must be registered).

For guidance:

- Every week there are 4 hours of classes scheduled in which theoretical and practical activities will be integrated. Classes will be held primarily in the laboratory

- The additional activities that are scheduled (works and others) will be announced in advance, both in class and at http://moodle.unizar.es/.

- The dates of the exams and tests of official summons will be determined by the direction of the Center.

4.5. Bibliography and recommended resources

The bibliography is modified each course depending on the project to be developed.


Curso Académico: 2021/22

444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática

29845 - Sistemas electrónicos empotrados


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
29845 - Sistemas electrónicos empotrados
Centro académico:
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Titulación:
444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo de la asignatura es formar al estudiante en el diseño y programación de sistemas electrónicos (Codiseño Hw/Sw), constituyendo lo que se denomina un sistema empotrado (embedded system). No solo se estudiarán los fundamentos, sino que se pretende conseguir capacidad de análisis, de diseño y de mantenimiento de este tipo de sistemas electrónicos digitales.  Para ello el estudiante utilizará herramientas y metodologías adecuadas (Desarrollo con plataformas cruzadas), se familiarizará con la depuración del código residente (firmware) y planificará los procesos de integración y test adecuados. 

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Se trata de una asignatura de Tecnología Específica que se apoya en diversas asignaturas de 1º, 2º y 3º, principalmente Fundamentos de Informática (1º), Electrónica Digital (2º) y Sistemas Automáticos (2º) y Sistemas Electrónicos Programbles (3º).  La complejidad de los sistemas actuales y su interconexión hace de esta asignatura un complemento muy valioso en la formación del estudiante de este grado.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Para cursar esta asignatura, el estudiante debe saber programar (asignatura de Fundamentos de Informática) y debe tener conocimientos suficientes de Fundamentos de Electrónica, Electrónica Digital y de Sistemas Automáticos. También debe tener los conocimientos sobre microcontroladores (asignatura de sistemas electrónicos programables)

El estudio y trabajo continuado, desde el primer día del curso, son fundamentales para superar con el máximo aprovechamiento la asignatura.  

Es importante resolver cuanto antes las dudas que puedan surgir, para lo cual el estudiante cuenta con la asesoría del profesor, tanto durante las clases como en las horas de tutoría destinadas a ello.  Pueden realizarse consultas puntuales a través de correo electrónico.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Esta asignatura contribuye a formar en las siguientes competencias (algunas de las cuales son objeto de varias asignaturas del grado):

Competencias genéricas:

1.- Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico 

2.- Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma 

3.-Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo

Competencias específicas:

4.- Conocimiento de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica digital y Microprocesadores

5.- Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

  1. Adquiere habilidad para diseñar sistemas electrónicos digitales basados en arquitecturas avanzadas de SoC (System on Chip) o SBC (Single Board Computer)
  2. Conoce técnicas de conectividad para sistemas electrónicos digitales
  3. Es capaz de operar con SBC que soportan sistemas operativos de forma efectiva
  4. Utiliza estos dispositivos como dispositivos programables útiles en electrónica/informática industrial.
  5. Conoce y utiliza sistemas operativos con características de tiempo real, aptos para su uso en aplicaciones de control

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La mayor parte de las instalaciones industriales o productos integran diversos sistemas electrónicos basados en diversas tecnologías: desde pequeños microcontroladores arquitecturas más sofisticadas que utilizan sistemas operativos complejos y que permiten conectividad con otros equipos y con múltiples usuarios. En la actualidad, el ingeniero se enfrenta a diseños cada vez más complejos que necesitan de herramientas y metodologías adecuadas para dar soluciones a los mismos bajo restricciones de tiempo de desarrollo y coste final cada vez más exigentes.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

DURANTE EL PERÍODO DOCENTE

1)  Prácticas de Laboratorio y Actividades Evaluables (25%)

Las prácticas se calificarán en la propia sesión de laboratorio.  Se valorará la preparación previa, el desarrollo de la sesión de laboratorio y la capacidad de montaje y puesta en marcha de los circuitos y programas.

Con el fin de incentivar el trabajo continuado, se realizarán actividades evaluables distribuidas a lo largo del período docente.  Dichas actividades se irán programando cada curso, consistiendo en trabajos en grupo, ejercicios individuales entregables, etc.  Las actividades concretas a realizar se comunicarán en clase y en http://moodle.unizar.es/

Calificación global de 0 a 10 puntos, suponiendo un 25% de la calificación global.

El estudiante que no presente los entregables en las fechas que se establezcan durante el período docente, deberá superar la materia correspondiente en el marco de las Pruebas Globales a realizar en las Convocatorias Oficiales.

2) Proyecto de asignatura (75%)

Se propondrá un trabajo de asignatura a lo largo de todo el curso. Se trata de un documento de especificaciones iniciales que plantea un problema de diseño digital. En cada momento de la asignatura se guiará al alumno para integrar en este proyecto los resultados de las actividades evaluables distribuidas a lo largo del período docente.  El proyecto se definirá al principio del curso y se comunicará en clase y en http://moodle.unizar.es/

Calificación global de 0 a 10 puntos, suponiendo un 75% de la calificación global.

El estudiante que no supere el Proyecto de asignatura durante el período docente será evaluado mediante un examen final.

 

PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES; 100%)

En las convocatorias oficiales se llevará a cabo la evaluación global del estudiante.  Quien haya superado el Proyecto no estará obligado a realizar el Examen Final; quien haya superado las Prácticas y actividades evaluables, no tendrá que realizar la segunda prueba indicada.  Las dos pruebas se realizarán en Enero para el caso de la primera parte de la asignatura y en Junio para la segunda parte.

1) Examen Final (25%).  Compuesto por cuestiones teórico-prácticas y problemas, está destinado a los estudiantes que no hayan superado el Proyecto de asignatura durante el período académico.  Calificación de 0 a 10 puntos; supondrá el 25% de la calificación global del estudiante.  Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima de 4 puntos sobre 10.  El de la primera parte de la asignatura se realizará en el marco de la convocatoria oficial de Enero y el de la 2º parte en la de Junio.  En la convocatoria de septiembre se realizarán sendos exámenes, uno para cada parte.

2) Examen de Laboratorio y Prueba sobre Actividades Evaluables (75%), destinado a los estudiantes que no han superado esta parte en el período docente (podrá realizarse solo si se ha obtenido más de 4 puntos en el Examen Final).  La configuración de esta prueba se indicará oportunamente, pudiendo consistir en realizar un trabajo individual en el laboratorio con presentación oral, un examen escrito o cualquier otro formato que se indique.  Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima de 4.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

El proceso de enseñanza se desarrollará en los siguientes niveles: clases de teoría, problemas, trabajos y laboratorio, con creciente nivel de participación del estudiante. 

- En las clases de teoría se expondrán las bases teóricas, ilustrándose con ejemplos.

- En las clases de problemas se desarrollarán problemas y casos tipo con la participación de los estudiantes, de forma individualizada o por grupos.

- Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante montará, programará y comprobará el funcionamiento de los circuitos y sistemas.

- Asimismo, para incentivar el trabajo continuo y autónomo del estudiante, se llevarán a cabo actividades de aprendizaje adicionales a realizar a lo largo del semestre.

- Se propondrá un proyecto de asignatura que servirá hilo conductor de la misma y en el que se integrarán todos los conocimientos adquiridos.

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

Se desarrollarán actividades formativas (clases teóricas, prácticas y trabajos) a partir de los módulos indicados en el programa.

 

 

4.3. Programa

1.- Codiseño Hw/Sw:

-          SoC/SBC de 32 bits: Arquitectura básica, herramientas de desarrollo y aplicaciones

-          Sistemas reconfigurables

2.- Desarrollo con plataformas cruzadas

-          Sistemas operativos de tiempo real: fundamentos y herramientas

-          Compilación cruzada para sistemas empotrados: fundamentos y herramientas

3.- Depuración de firmware

-          Depuración sobre dispositivo, depuración remota

4.- Integración y test

-          Desarrollo de una aplicación y test asociados

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

Las clases magistrales y de problemas y las sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según horario establecido por el centro (horarios disponibles en su página web). Las tutorías se publicitarán por los cauces establecidos por la Escuela Universitaria Politécnica y en la plataforma moodle

El resto de actividades se planificará en función del número de alumnos y se dará a conocer con la suficiente antelación.  Podrá consultarse en http://moodle.unizar.es

 

 

 

El calendario detallado de las diversas actividades a desarrollar se establecerá una vez que la Universidad y el Centro hayan aprobado el calendario académico (el cual podrá ser consultado en la web del centro).

La relación y fecha de las diversas actividades, junto con todo tipo de información y documentación sobre la asignatura, se publicará en http://moodle.unizar.es/ (Nota. Para acceder a esta web el estudiante requiere estar matriculado). 

A título orientativo:

- Cada semana hay programadas 4h de clases en las que se integrarán actividades teóricas y prácticas. Las clases se realizarán fundamentalmente en el laboratorio

- Las actividades adicionales que se programen (trabajos y otros) se anunciarán con suficiente antelación, tanto en clase como en http://moodle.unizar.es/.

- Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial las fijará la dirección del Centro.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía se adapatará cada curso al proyecto propuesto en el mismo.