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Curso : 2019/2020

438 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

30329 - Sistemas electrónicos digitales


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
30329 - Sistemas electrónicos digitales
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
438 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Créditos:
6.0
Curso:
3
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
---
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 alumno en los fundamentos del diseño de sistemas electrónicos digitales. No solo se estudian las bases para implementar con FPGAs sistemas digitales de forma eficiente, sino que se pretende conseguir capacidad de análisis y de diseño.

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La electrónica digital es una de las grandes ramas de la electrónica. Esta asignatura es la segunda de tipo digital del grado. Por un lado, para cursarla se requieren sólidos conocimientos de “Fundamentos de Electrónica” (1º). Y “Electrónica Digital” (2º), Por otro lado, sobre esta asignatura se apoyan el resto de asignaturas con contenidos digitales del grado, como “Sistemas Electrónicos de Audio y Vídeo” (4º) y “Sistemas Electrónicos en Telecomunicaciones” (4º).

1.3.Recomendaciones para cursar la asignatura

Se requieren conocimientos profundos de Electrónica Digital.

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.

El trabajo realizado en prácticas es fundamental para cursar con éxito esta asignatura.

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

- Concebir, diseñar y desarrollar proyectos en ingeniería

- Resolver problemas y tomar decisiones con iniciativa, creatividad y razonamiento crítico

- Trabajar en un grupo multidisciplinar y en un entorno multilingüe

- La gestión de la información, manejo y aplicación de las especificaciones técnicas y la legislación necesarias para la práctica de la Ingeniería

- Realizar la especificación, implementación, documentación y puesta a apunto de equipos y sistemas, electrónicos, de instrumentación y de control, considerando tanto los aspectos técnicos como las normativas reguladoras correspondientes

- Aplicar la electrónica como tecnología de soporte en otros campos y actividades, y no solo en el ámbito de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones

- Diseñar circuitos de electrónica analógica y digital, de conversión analógico digital y digital analógica, de radiofrecuencia, de alimentación y conversión de energía eléctrica para aplicaciones de telecomunicación y computación

- Comprender y utilizar la teoría de la realimentación y los sistemas electrónicos de control

- Diseñar dispositivos de interfaz, captura de datos y almacenamiento, y terminales para servicios y sistemas de telecomunicación

 

2.2.Resultados de aprendizaje

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

- Conoce la metodología a seguir en un diseño de un pequeño proyecto electrónico y la aplica eficazmente.

- Es capaz de redactar información clara, útil y ordenada de un pequeño proyecto electrónico.

- Es capaz de presentar su trabajo a un auditorio especializado.

- Sabe seleccionar una FPGA en base a su arquitectura, estructura interna y características.

- Es capaz de analizar, diseñar, simular y validar experimentalmente circuitos digitales (combinacionales, secuenciales) utilizando FPGAs.

- Es capaz de analizar, diseñar, simular y validar experimentalmente circuitos digitales aplicados a sistemas electrónicos de control.

- Conoce la metodología de diseño de sistemas digitales en FPGAs utilizando VHDL, es capaz de identificar los bloques básicos elementales necesarios para construir un sistema digital, y realizar descripciones comportamentales y sintetizables de los mismos en VHDL.

- Es capaz de diseñar en VHDL bancos de pruebas (test-bench) para los sistemas digitales diseñados.

- Tiene experiencia en el trabajo con herramientas CAD de diseño digital con FPGA: captura de diseño, implementación en la FPGA, aplicación de restricciones, análisis temporal.

- Es capaz de validar experimentalmente el sistema diseñado en una placa de desarrollo comercial.

- Sabe buscar e interpretar hojas de características de los componentes y sistemas utilizados.

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

Durante muchos años, las aplicaciones de la electrónica digital se limitaron a los sistemas informáticos. Hoy día, la tecnología digital tiene aplicación en un amplio rango de áreas además de la informática, como la televisión, los sistemas de comunicaciones, de radar, instrumentación médica, control de procesos industriales y electrónica de consumo.

Esta asignatura presenta los sistemas electrónicos digitales, desde el uso avanzado de un lenguaje de descripción de hardware, hasta su implementación en aplicaciones reales, a través de montajes en el laboratorio y el uso de herramientas de diseño asistido por ordenador.

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

    Prácticas de Laboratorio (25%)

Se calificarán mediante observación del trabajo de los estudiantes en el laboratorio y mediante análisis del trabajo preparatorio previo y de los informes de prácticas elaborados por los estudiantes.

Calificación de 0 a 10 puntos, supondrá el 25% de la calificación global del estudiante.

   Examen teórico-práctico (75%)

Compuesto por cuestiones teórico-prácticas y problemas, a realizar en las convocatorias oficiales.

El alumno ha de obtener una puntuación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta prueba para superar la asignatura.

 

   PRUEBA GLOBAL (CONVOCATORIAS OFICIALES)

En las dos convocatorias oficiales se realizará la evaluación global del estudiante.  En ambas fechas se realizarán las siguientes pruebas:

  • Examen teórico-práctico: calificación CT de 0 a 10 puntos (75%). Se valorará la corrección de las respuestas, los desarrollos, diseños y resultados numéricos.El alumno ha de obtener una puntuación mínima de 4 puntos sobre 10 en esta prueba para superar la asignatura.
  • Examen de laboratorio: calificación de 0 a 10 puntos (25%). De este examen estarán eximidos los estudiantes que hayan obtenido una calificación de prácticas durante el curso mayor o igual que 4 puntos. El examen consistirá en la implementación de circuitos digitales similares a los desarrollados durante el curso en las sesiones de prácticas de laboratorio. Se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito y el manejo del instrumental y de las herramientas software del laboratorio.

 

Si el estudiante ha obtenido una calificación CT mayor o igual que 4 puntos, la calificación global de la asignatura será (0.25*CL+ 0.75*CT). En otro caso, la calificación global será: mínimo de (4, (0.25*CL+ 0.75*CT)). La asignatura se supera con una calificación global de 5 puntos sobre 10.

 

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 tres niveles principales: clases de teoría, problemas y laboratorio, con creciente nivel de participación del estudiante. 

- En las clases de teoría se expondrán las bases teóricas de los sistemas electrónicos digitales, ilustrándose con numerosos ejemplos. 

- En las clases de problemas se desarrollarán problemas y casos tipo con la participación de los estudiantes. 

- Se desarrollarán prácticas de laboratorio en grupos reducidos, donde el estudiante comprobará el funcionamiento de sistemas electrónicos digitales.

4.2.Actividades de aprendizaje

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

TRABAJO PRESENCIAL: 2.4 ECTS (60 horas)

1) Clase magistral (45 horas presenciales).

1.1) Clases teóricas: Sesiones expositivas y explicativas de contenidos. Se     presentarán los conceptos y fundamentos de los sistemas electrónicos digitales,             ilustrándolos con ejemplos reales.Se fomentará la participación del estudiante a        través de preguntas y breves debates.        

1.2) Clases de resolución de problemas: Se desarrollarán problemas y casos con la participación de los estudiantes, coordinados en todo momento con los contenidos teóricos.Se fomenta que el estudiante trabaje previamente los problemas.

2) Prácticas de laboratorio (15 horas presenciales).

Consistirá en la implementación de circuitos digitales, donde se valorará la metodología de diseño, el funcionamiento del circuito, el manejo del instrumental y de las herramientas software del laboratorio. El estudiante dispondrá de un guión de cada práctica, que tendrá que preparar antes de su desarrollo en el laboratorio.

4.3.Programa

 Los contenidos que se desarrollan son los siguientes:

 

-       Descripción avanzada de sistemas digitales utilizando VHDL .

-       Codificación en coma fija con VHDL.

-       Arquitectura de las FPGAs

-       Diseño avanzado con FPGAs

-       Fabricación de los circuitos CMOS

-       Introducción al diseño de ASIC.

-       Diseño de entornos de Test.

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, que es publicado con anterioridad a la fecha de comienzo del curso. Las fechas de exámenes de las convocatorias oficiales también son fijadas por el Centro.

Cada profesor informará de su horario de atención de tutoría.

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). Las fechas de los exámenes de las convocatorias oficiales las fija la dirección 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 debe estar matriculado).

A título orientativo:

- Cada semana se tienen 3h de clases en aula dedicadas a teoría y resolución de problemas o casos prácticos.

- Cada dos semanas el estudiante realizará una práctica de laboratorio.

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

 

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30329&year=2019


Curso : 2019/2020

438 - Bachelor's Degree in Telecomunications Technology and Services Engineering

30329 - Digital Electronic Systems


Información del Plan Docente

Academic Year:
2019/20
Subject:
30329 - Digital Electronic Systems
Faculty / School:
110 -
Degree:
438 - Bachelor's Degree in Telecomunications Technology and Services Engineering
ECTS:
6.0
Year:
3
Semester:
Second semester
Subject Type:
---
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

This course covers the systematic design of advanced digital systems using Field programmable gate arrays (FPGAs) and an introduction to ASIC design.

We will first review in detail the basic building blocks of FPGA programming. Second, we focus on architecture, design methodologies, best design practices, and optimization techniques for performance (frequency, latency, area, power, etc). Finally, we will cover testbench development, simulation for bit-true design verification, and synthesis of complete digital systems.

The emphasis is on FPGA technology, but most of the design techniques can also be applied to ASIC devices.

4.2.Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures (45 hours). Students are expected to attend all lectures, pay attention and participate in class discussions.
  • Lab sessions (15 hours). The course will include 12 lab sessions that allow students to design, implement, test, and evaluate several small communication blocks. Students are expected to work in pairs. It is suggested that students from a group at the beginning of the course and keep in the same group throughout the semester.

4.3.Syllabus

The course will address the following topics:

- Advanced VHDL coding

- Fixed point VHDL description.

- FPGA architectures

- High-performance FPGA design

- CMOS Technology

- Introduction to ASIC design

- Testbench development

4.4.Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the EINA website.

4.5.Bibliography and recommended resources

Recommended resources:

ISE WebPack http://www.xilinx.com/support/download/index.htm

http://biblos.unizar.es/br/br_citas.php?codigo=30329&year=2019