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Curso : 2019/2020

29824 - Sistemas electrónicos programables


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
29824 - Sistemas electrónicos programables
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
326 - Escuela Universitaria Politécnica de Teruel
Titulación:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado
440 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática
Créditos:
10.0
Curso:
440 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática: 3
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado: XX
444 - Graduado en Ingeniería Electrónica y Automática: 3
Periodo de impartición:
330 - Anual
440 - Anual
444 - Anual
Clase de asignatura:
440 - Obligatoria
444 - Obligatoria
330 - Complementos de Formación
Materia:
---

1.Información Básica

1.1.Objetivos de la asignatura

El objetivo fundamental de Sistemas Electrónicos Programables (SEP) es formar al estudiante en el diseño y programación de sistemas electrónicos basados en microprocesadores y circuitos programables en general, 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.  El estudiante deberá ser capaz de construir en el laboratorio y poner en marcha circuitos electrónicos basados en dispositivos programables y programar los algoritmos de control adecuados.

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Sistemas Electrónicos Programables (SEP) es una asignatura anual, obligatoria de Tecnología Específica, articulada en dos partes, SEP I y SEP II, impartidas por dos Departamentos, Ingeniería Electrónica y Automática (SEP1, otoño) e Informática e Ingeniería de Sistemas (SEP II, primavera).

SEP se apoya en diversas asignaturas de 1º y 2º, principalmente Fundamentos de informática (1º), Fundamentos de electrónica (2º), Electrónica digital (2º) y Sistemas automáticos (2º).  Dado que todo equipo electrónico moderno incluye uno o más microcontroladores, se trata de una asignatura muy importante en la formación de un especialista en electrónica industrial y automatización.

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.
  • 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 por de correo electrónico.

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

  1. Conocimiento de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica digital y microprocesadores
  2. Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia
  3. Conocimiento aplicado de informática industrial y comunicaciones
  4. Capacidad para diseñar sistemas de control y automatización industrial
  5. Capacidad para combinar los conocimientos básicos y los especializados de Ingeniería para generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional
  6. Capacidad para resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico
  7. Capacidad para aplicar las tecnologías de la información y las comunicaciones en la Ingeniería
  8. Capacidad para usar las técnicas, habilidades y herramientas de la Ingeniería necesarias para la práctica de la misma
  9. Capacidad de gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería
  10. Capacidad para aprender de forma continuada y desarrollar estrategias de aprendizaje autónomo

2.2.Resultados de aprendizaje

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

  1. Distingue los tipos de circuitos integrados de memoria y diseña el circuito correspondiente a un mapa de memoria
  2. Comprende la estructura y funcionamiento básico de un microprocesador
  3. Reconoce microcontroladores, DSPs y FPGAs como los dispositivos programables más útiles en electrónica industrial
  4. Programa dispositivos electrónicos programables y configurables y utiliza con soltura sus herramientas de desarrollo
  5. Conoce las técnicas de conexión de periféricos básicos, diseña sus circuitos y programa drivers de bajo nivel
  6. Diseña y verifica sistemas electrónicos digitales
  7. Conoce y sabe aplicar las técnicas de gestión temporal en la programación de sistemas de tiempo real
  8. Conoce y sabe aplicar las técnicas de implementación de sistemas de control discreto y muestreado
  9. Conoce la problemática de una aplicación concurrente
  10. Sabe diseñar y programar una aplicación de tiempo real empotrada

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

La mayor parte de los sistemas electrónicos actuales incluyen uno o más microprocesadores, normalmente en la forma de microcontroladores.  Un microcontrolador es un circuito integrado que contiene CPU, memoria RAM y flash y periféricos diversos (temporizadores, conversores A/D, bloques de comunicación serie, etc.).  En un automóvil moderno decenas de microcontroladores están realizando tareas de monitorización y control (sistema de frenado ABS, control de estabilidad, etc.), los autómatas programables se basan todos en un circuito con microcontrolador, la mayoría de los sistemas electrónicos industriales incluyen microcontroladores, incluso un simple cargador de baterías o una tarjeta de crédito contienen un microcontrolador.  Por todo ello, un ingeniero especialista en electrónica y automática debe saber diseñar, montar y programar sistemas basados en microcontroladores, por lo que esta asignatura puede ser considerada una de las fundamentales de la titulación.

3.Evaluación

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

Esta asignatura anual se divide en dos partes (SEP I y SEP II), que se imparten en sendos semestres.  Para superar la asignatura hay que aprobar por separado cada una de las dos partes.  En cada semestre los criterios que se aplicarán son los siguientes:

EN LA EINA DE ZARAGOZA:

DURANTE EL PERÍODO DOCENTE

Evaluación de la parte práctica de la asignatura (prácticas y actividades evaluables, 40%)

  • Las prácticas se calificarán en la propia sesión de laboratorio y/o mediante un examen.  En el laboratorio se valorará la preparación previa, el desarrollo de la sesión y la capacidad de montaje y puesta en marcha de circuitos y programas.  El estudiante que no asista a una sesión en el horario programado tendrá una calificación de 0 en dicha sesión. 
  • Con el fin de incentivar el trabajo continuado se podrán realizar actividades evaluables a lo largo del período docente, consistiendo en trabajos en grupo, ejercicios individuales entregables, pruebas de evaluación, etc.  Las actividades concretas a realizar se comunicarán en clase y en https://moodle2.unizar.es/.  El estudiante que no asista a una sesión en el horario programado, o no presente el entregable en la fecha establecida, tendrá una calificación de 0 en la actividad correspondiente.
  • El conjunto de prácticas y actividades evaluables supondrá en total el 40% de la nota global de la asignatura.  Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima de 4 sobre 10 en el conjunto prácticas+actividades; el estudiante que no alcance dicho mínimo, será convocado a un examen en el laboratorio.

PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES; 100%)

En las convocatorias oficiales se llevará a cabo la evaluación global del estudiante.  Quien haya superado la parte práctica de la asignatura en el período docente (conjunto de prácticas y actividades evaluables), tan solo está obligado a realizar el examen escrito.  SEP I se evaluará en el marco de la convocatoria oficial de enero y SEP II en la de junio:

1) Examen escrito (60%).  Compuesto por cuestiones teórico-prácticas y problemas, supondrá el 60% de la calificación global.  Para superar la asignatura se debe obtener una calificación mínima de 4 sobre 10.

2) Prueba sobre la parte práctica de la asignatura (prácticas y actividades evaluables, 40%).  Destinada a los estudiantes que no han alcanzado una nota de 4 sobre 10 en el conjunto prácticas+actividades en el período docente (y que hayan obtenido más de 4 sobre 10 en el examen final).  Consistirá en realizar una prueba en el laboratorio, examen escrito o cualquier otro formato que se indique; habrá que obtener una calificación mínima de 4 sobre 10.

En la 2ª convocatoria se realizarán sendas evaluaciones, de SEP I y de SEP II.

Obtenida la calificación definitiva de SEP I y SEP II, la calificación global de la asignatura será SEP =0.6*SEP_I + 0.4*SEP_II, atendiendo al peso en créditos de cada una de las partes.

 

EN LA EUP DE TERUEL:

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 (75%).  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 75% 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 (25%), 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 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.

- En la Escuela Universitaria Politécnica de Teruel se propondrá un proyecto de asignatura que servirá de hilo conductor de la misma y en el que se integrarán todos los conocimientos adquiridos.

4.2.Actividades de aprendizaje

TRABAJO PRESENCIAL: 4 ECTS (100 horas)

1) Clase presencial (tipo T1)  (50 horas).

Sesiones expositivas de contenidos teóricos y prácticos.  Se presentaran los conceptos y fundamentos de los sistemas electrónicos digitales y empotrados, ilustrándolos con ejemplos reales.  Se fomentará la participación del estudiante. 

2) Clases de problemas y resolución de casos (tipo T2) (25 horas).

Se desarrollarán problemas y casos con la participación de los estudiantes, coordinados con los contenidos teóricos.  Se fomenta que el estudiante trabaje previamente los problemas.  Parte de estas horas podrán dedicarse a las actividades de aprendizaje evaluables que se especifiquen en cada curso.

3) Prácticas de laboratorio (tipo T3) (25 horas).

El estudiante montará, programará y comprobará el funcionamiento de circuitos electrónicos digitales reales en el laboratorio.  Dispondrá de un guión de la práctica, que tendrá previamente que preparar. 

TRABAJO NO PRESENCIAL: 6 ECTS (150 horas)

4) Trabajos docentes (tipo T6) (50 horas).

Actividades que el estudiante realizará solo o en grupo y que el profesor irá proponiendo a lo largo del período docente.

5) Estudio (tipo T7) (94 horas)

Estudio personal del estudiante de la parte teórica y realización de problemas.  Se fomentará el trabajo continuo del estudiante mediante la distribución homogénea a lo largo del curso de las diversas actividades de aprendizaje.  Se incluyen aquí las tutorías, como atención directa al estudiante, identificación de problemas de aprendizaje, orientación en la asignatura, atención a ejercicios y trabajos.

6) Pruebas de evaluación (tipo T8) (6 horas).

Además de la función calificadora, la evaluación también es una herramienta de aprendizaje con la que el alumno comprueba el grado de comprensión y asimilación alcanzado.

4.3.Programa

1er semestre (SEP I).  Sistemas Electrónicos Digitales

  1. Arquitectura y bloques de un microcontrolador comercial
  2. Programación en ensamblador y lenguaje C
  3. Entradas y Salidas
  4. Conexión con dispositivos periféricos.  Comunicaciones serie
  5. Memorias y diseño de sistemas orientados a bus
  6. Diseño de sistemas electrónicos digitales complejos: uP/uC/DSP/FPGA

2º semestre (SEP II).  Programación de Sistemas Empotrados

  1. Herramientas de desarrollo de sistemas empotrados basadas en C
  2. Gestión del tiempo y periféricos especializados
  3. Programación de sistemas de control discreto
  4. Programación de sistemas de control muestreado
  5. Aplicaciones concurrentes. Ejecutivos cíclicos
  6. Núcleos de tiempo real y prioridades

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

  • Las clases de teoría, problemas y las sesiones de prácticas en el laboratorio se imparten según horario establecido por los centros (horarios disponibles en sus página web: EINA https://eina.unizar.es/, EUPT https://eupt.unizar.es/).
  • Cada profesor informará de su horario de atención de tutoría (véase páginas web de los centros).
  • El resto de actividades se planificará en función del número de alumnos y se dará a conocer con la suficiente antelación.  Podrá consultarse en https://moodle2.unizar.es
  • Cada semana hay programadas 3h de clases en aula en el primer semestre (SEP I) y 2h en el segundo (SEP II). Horarios disponibles en la web del centro.
  • Aproximadamente, cada dos semanas el estudiante realizará una práctica de laboratorio (fechas y horarios en la web del centro).
  • Las fechas de los exámenes y pruebas de convocatoria oficial las fijará la dirección del Centro.

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29824&year=2019


Curso : 2019/2020

29824 - Programmable Electronic Systems


Información del Plan Docente

Academic Year:
2019/20
Subject:
29824 - Programmable Electronic Systems
Faculty / School:
110 -
326 -
Degree:
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering
ECTS:
10.0
Year:
440 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering: 3
444 - Bachelor's Degree in Electronic and Automatic Engineering: 3
330 - Complementos de formación Máster/Doctorado: XX
Semester:
330 - Annual
440 - Annual
444 - Annual
Subject Type:
440 - Compulsory
444 - Compulsory
330 - ENG/Complementos de Formación
Module:
---

1.General information

1.1.Aims of the course

1.2.Context and importance of this course in the degree

1.3.Recommendations to take this course

2.Learning goals

2.1.Competences

2.2.Learning goals

2.3.Importance of learning goals

3.Assessment (1st and 2nd call)

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

4.Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1.Methodological overview

The course is based on combining theoretical explanations with practical exercises and laboratory work. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as: 

  • Lectures will provide theoretical background on the fundamentals of microcontroller system design and 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 microcontroller evaluation board 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
  • At the Escuela Universitaria Politécnica de Teruel, the students will develop a course Project

4.2.Learning tasks

The course includes the following learning tasks: 

Classroom activities 4 ECTS (100 hours)

1) Course lectures (T1)  (50 hours).

Fundamentals of microcontroller system design, hardware, programming and embedded systems, mixing theoretical concepts and practical applications.

2) Case studies (T2) (25 hours)

Different case studies will be worked out in the classroom.  Students are encouraged to prepare them in advance. Assignments could also be worked out in this part

3) Laboratory work (T3) (25 hours).

Five laboratory sessions will be carried out in the first semester, and four in the second one, consisting of hardware development and programming.  Students have to prepare sessions in advance

Autonomous work: 6 ECTS (150 hours)

4) Assignments (T6) (50 hours)

Individual and group assignments will be proposed

5) Personal study (T7) (94 hours)

Continuous study will be promoted among students. They can also attend tutorials to solve the specific problems they can face in the course

6) Evaluation activities (T8) (6 hours)

Assessment will be based on coursework (laboratory work and assignments) and final examination

4.3.Syllabus

The course will address the following topics: 

I) Digital Electronic Systems

  1. Architecture and blocks of a commercial microcontroller
  2. Programming in Assembly and C
  3. Inputs and Outputs
  4. Peripherals and serial communications
  5. Memory circuits and design of bus-oriented systems
  6. Design of complex digital electronics systems: uP/uC/DSP/FPGA

II) Embedded Systems

1. C development tools for embedded systems
2. Time management and specialized peripherals
3. Programming of discrete control systems
4. Programming of sampled control systems
5. Concurrent applications. Cyclic executives
6. Real-time kernels and priorities

Note. A more detailed program will be provided at the beginning of the course.

4.4.Course planning and calendar

Timetables for classroom and laboratory sessions will be published prior to the beginning of the course on the web of the EINA https://eina.unizar.es/ and EUPT https://eupt.unizar.es/

A course timetable is also provided to the student, which includes a detailed description of the dates for submission https://moodle2.unizar.es/add/

4.5.Bibliography and recommended resources

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=29824&year=2019

Course notes (slides) in https://moodle2.unizar.es/add/