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  Luis Alberto Marqués Cuesta

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Electrónica Digital
Diseño de Sistemas Digitales
Sist. Electr. basados en microprocesador

Descripción
Objetivos
Programa
Prácticas
Bibliografía
Evaluación
Horario
Calendario de exámenes
Documentación

Titulación: Grado en Ingeniería Informática (web).
Materia: Ingeniería de Computadores.
Módulo: Complementos de Formación.
Curso: Cuarto.
Créditos: 6 ECTS.
Carácter: Optativo.
Cuatrimestre: Segundo.
Departamento: Electricidad y Electrónica (web).


Descripción:

Esta asignatura se plantea como una continuación de “Sistemas Digitales”, obligatoria que se estudia en el primer curso. Se aborda el estudio de conceptos avanzados de diseño de circuitos digitales complejos, tanto desde un punto de vista teórico como práctico. La guía docente completa de la asignatura la podéis descargar aquí (pdf).
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Objetivos:
  • Recordar los principios básicos de diseño de circuitos digitales combinacionales y secuenciales.
  • Conocer las diferentes familias lógicas, sus circuitos básicos y características particulares.
  • Saber distinguir en qué aplicaciones conviene utilizar una determinada familia lógica u otra.
  • Comprender la estructura y el funcionamiento de los diferentes dispositivos lógicos programables.
  • Saber analizar, entre diferentes alternativas comerciales, cuál es el dispositivo lógico programable más adecuado para una determinada aplicación.
  • Conocer los diferentes tipos de especificaciones que hay que tener en cuenta a la hora de diseñar un circuito digital complejo.
  • Conocer el proceso de diseño e implementación de un circuito digital según las diferentes alternativas disponibles comercialmente.
  • Conocer los principios de diseño de los esquemas de cálculo.
  • Conocer los principios de diseño de las máquinas algorítmicas.
  • Saber aplicar la metodología de diseño vista para la construcción de unidades de proceso y control genéricas.
  • Saber manejar herramientas CAD para el diseño y la simulación de circuitos digitales.
  • Conocer y aplicar el lenguaje de descripción de hardware VERILOG.
  • Saber aplicar las metodologías vistas en clase de teoría para el diseño de un circuito digital complejo.
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Programa:

TEMA 1: FUNDAMENTOS.
    1.1. Puertas lógicas.
    1.2. Componentes combinacionales.
    1.3. Componentes secuenciales.
 
TEMA 2: FAMILIAS LÓGICAS.
    2.1. Parámetros característicos.
    2.2. Puertas lógicas con diodos.
    2.3. Puertas lógicas con transistores bipolares.
    2.4. Puertas lógicas con transistores MOS.
    2.5. Comparativa entre las diferentes familias lógicas.

TEMA 3: DISPOSITIVOS LÓGICOS PROGRAMABLES (PLDs).
    3.1. Matrices programables.
    3.2. Matrices lógicas programables PLA, PROM, PAL y GAL.
    3.3. CPLDs y FPGAs.

TEMA 4: SISTEMAS DIGITALES Y ALGORITMOS.
    4.1. Especificaciones.
    4.2. Métodos de realización.
    4.3. Definición de un sistema digital.
    4.4. Materialización de algoritmos.

TEMA 5: ESQUEMAS DE CÁLCULO.
    5.1. Relación de precedencia.
    5.2. Materialización.
    5.3. Modificación de esquemas.
    5.4. Unidades de proceso y control.
    5.5. Cambios en la asignación de memorias.
    5.6. Optimización.
    5.7. Recursos programables.
    5.8. Etiquetado del grafo.
    5.9. Metodología general de diseño.

TEMA 6: MÁQUINAS ALGORÍTMICAS.
    6.1. Análisis de los esquemas de cálculo.
    6.2. Programa de control.
    6.3. Materialización del autómata de control.
    6.4. Diseño de la unidad de proceso.
    6.5. Metodología general.
    6.6. Alternativas de trabajo.

TEMA 7: UNIDADES DE PROCESO Y DE CONTROL.
    7.1. Principio general.
    7.2. Buses.
    7.3. Comunicación con el exterior.
    7.4. Decodificador de órdenes.
    7.5. Secuenciador.
    7.6. Subrutinas.
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Prácticas:

Las actividades a realizar en el laboratorio consisten, por un lado, en las sesiones que se irán realizando a lo largo del semestre para aplicar los conocimientos adquiridos en las clases de aula, y por otro, en el tiempo de laboratorio necesario para que los alumnos realicen el trabajo en grupo de diseño de un circuito digital completo que servirá para evaluar la asignatura.

En las sesiones de prácticas los alumnos aprenderán a manejar la herramienta CAD comercial PROTEUS para el diseño y simulación de circuitos digitales, así como el lenguaje VERILOG específicamente desarrollado para describir circuitos digitales. La experiencia que adquieran en estas sesiones de prácticas servirá para el posterior desarrollo del trabajo de evaluación.

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Bibliografía:
  • J.P. Hayes, Introducción al Diseño Lógico Digital, Addison-Wesley.
  • R.J. Tocci, Sistemas Digitales: Principios y Aplicaciones, Prentice Hall.
  • H. Taub, Circuitos Digitales y Microprocesadores, McGraw-Hill.
  • T.L. Floyd, Fundamentos de sistemas digitales, Prentice Hall.
  • E. Mandado, L.J. Álvarez y M.D. Valdés, Dispositivos lógicos programables y sus aplicaciones, Thomson.
  • J.P. Deschamps y J.M. Angulo, Diseño de sistemas digitales, metodología moderna, Paraninfo.
  • PROTEUS ISIS: Intelligent Schematic Input System, User Manual. Labcenter Electronics.
  • PROTEUS VSM: Virtual System Modelling, User Manual. Labcenter Electronics.
  • M.D. Ciletti, Modeling, synthesis and rapid prototyping with the Verilog HDL, Prentice Hall.
  • J.M. Lee, Verilog Quickstart, Springer.
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Evaluación:

PROCEDIMIENTO
PESO EN LA NOTA FINAL
OBSERVACIONES
Realización de un trabajo en grupo de diseño de un sistema digital completo
100%
Convocatoria ordinaria
Examen final, tanto de teoría (escrito) como de laboratorio
100%
Convocatoria extraordinaria y alumnos que no hayan realizado el trabajo de evaluación


CRITERIOS DE CALIFICACIÓN.

Convocatoria ordinaria:

Realización de un trabajo en grupo de diseño de un circuito digital complejo. Cada grupo realizará una exposición pública de su trabajo ante sus compañeros, y entregará al profesor un informe escrito, en la última semana de clase del cuatrimestre.

Para la evaluación del trabajo se tendrá en cuenta:
  • La originalidad del diseño.
  • Que dicho diseño funcione correctamente y que sea óptimo.
  • El orden y la claridad en la exposición pública, el informe escrito y los esquemas del diseño.
Convocatoria extraordinaria o alumnos que no presenten el trabajo de evaluación:

Se realizará un examen escrito sobre los contenidos de teoría, así como un examen de prácticas en el laboratorio. La nota final se calculará como la media de ambos exámenes.

Los detalles acerca de la evaluación los podéis consultar aquí (pdf).
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Horario:

MAÑANA

Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
08-09





09-10





10-11

Aula 102

Lab 1L019

11-12

Aula 102

Lab 1L019

12-13





13-14






TARDE

Lunes
Martes
Miércoles
Jueves
Viernes
16-17





17-18

Tutorías
Tutorías Tutorías
18-19

Tutorías
Tutorías Tutorías
19-20





20-21





21-22





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Calendario de exámenes:

CONVOCATORIA
FECHA
HORA
Ordinaria
Miércoles, 3 de junio de 2015
09:00
Extraordinaria
Miércoles, 8 de julio de 2015
09:00
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Documentación:

TEMA 1:
- Transparencias (pdf).

TEMA 2:
- Transparencias (pdf).

TEMA 3:
- Transparencias (pdf).

TEMA 4:
- Transparencias (pdf).

TEMA 5:
- Transparencias (pdf).

TEMA 6:
- Transparencias (pdf).

TEMA 7:
- Transparencias (pdf).

PRÁCTICAS:
- Tutorial PROTEUS (pdf).
- Apuntes de Verilog (pdf).
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E-mail lmarques@ele.uva.es
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