La asignatura Principios de Diseño de Sistemas Digitales da comienzo a la rama de Arquitectura de Computadores junto con la asignatura Estructura de Computadores (segundo cuatrimestre). Esta rama es muy importante en el grado de Ingeniería Informática puesto que es imprescindible conocer el funcionamiento interno de las máquinas para diseñar y desarrollar sistemas informáticos eficaces, entre ellos, los propios computadores. En esta asignatura, se comieza con la codificación básica utilizada en los computadores y se sigue con los componentes digitales elementales, para finalmente llegar a ver cómo se podría diseñar una computador sencillo. En próximas asignaturas de la rama de arquitectura, se analizará el funcionamiento básico de los subsistemas de un computador y se analizarán métodos de mejora del rendimiento del sistema.

Representación de la información, tanto de los datos numéricos como de los alfanuméricos. Introducción al álgebra de Boole. Bloques combinacionales y secuenciales. Memorias. Introducción a la metodología de dieño de sistemas digitales, y diseño de un precesador básico.

Tema 1

Representación de la información

Este tema introductorio presenta los sistemas de representación de la información, tanto numérica como alfanumérica, más habituales en los sistemas digitales.



Tema 2

Introducción al algebra de Boole

El álgebra de Boole es la teoría matemática que describe al comportamiento de los circuitos digitales; por ello, antes de pasar a describir el funcionamiento y el diseño de estos circuitos, en este tema se presentan los conceptos básicos de dicha álgebra.



Tema 3

Puertas lógicas

En este tema se estudian los componentes más simples de los sistemas digitales, esto es, las puertas lógicas, así como la forma de usarlas para construir sistemas digitales que realicen un a determinada función lógica.



Tema 4

Bloques combinacionales

Este tema presenta los bloques combinacionales más utilizados. Se analiza su funcionamiento, así como la utilización de los mismos en el diseño de sistemas más complejos, con lo que pasaremos a diseñar en un nivel de complejidad superior al del tema anterior.



Tema 5

Bloques secuenciales

En la misma línea que el tema anterior, aquí se estudian los circuitos secuenciales síncronos más habituales.



Tema 6

Memorias

Este tema presenta uno de los componentes principales de los computadores: la memoria. Se describe el funcionamiento lógico de las memorias más habituales en los sistemas digitales.



Tema 7

Introducción a la metodología de diseño de sistemas digitales

En este tema se establecen los principios de una metodología de diseño de sistemas digitales. Más que ahondar en el desarrollo de diseños complejos, se tata de establecer las bases para entender diseños relativamente sencillos.



Tema 8

Diseño de un procesador básico

Este tema aborda el diseño de un sistema de propósito general como es el procesador. Para que el diseño sea comprensible, por un lado, se simplifica el procesador y por otro, se presenta un resumen de la estructura de un computador tipo von Neumann, así como su funcionamiento básico

El mayor peso de la metodología docente en las sesiones presenciales recaerá en las clases magistrales, con técnicas básicamente expositivas por parte del profesor o profesora, lo cual no será óbice para potenciar la participación activa por parte del alumnado, mediante la realización de preguntas que requieran respuestas no excesivamente extensas, con el objetivo de asegurarse del seguimiento de la materia por parte del alumnado. Estas sesiones corresponderán a los 4 créditos teóricos, suponiendo 40 horas presenciales y otras 30 no presenciales, en las que el estudiante deberá proceder al estudio autónomo, bien individualmente o en grupo.

Por otra parte, los créditos prácticos se dividen en dos modalidades: prácticas de aula, en las que básicamente se realizan ejercicios; y prácticas de laboratorio, en las que se trabajarán por parejas los aspectos más prácticos. En ambas modalidades, la participación activa del alumnado es fundamental para la consecución de las competencias y objetivos buscados. Por ello, se fomentará dicha participación tanto en las prácticas como en las prácticas de laboratorio. La atención en estas clases prácticas será más personalizada y se potenciará el aprendizaje cooperativo frente al individual.

Las prácticas de aula exigen una alta dedicación por parte del estudiante y constan de 14 horas presenciales y 50 horas no presenciales, ya que el peso en la evaluación de los ejercicios a realizar por los alumnos es importante.

Las prácticas de laboratorio constan de 6 horas presenciales y 10 no presenciales queserán básicamente llevadas a cabo en tareas previas a la realización de las prácticas y en la redacción del informe final.

Finalmente, desde el principio del curso se recalcará la importancia de las horas de tutoría para atención al alumnado.

Durante las clases prácticas y en el laboratorio, el alumnado tendrá que realizar ejercicios y pequeños desarrollos prácticos algunos de los cuales serán evaluados para la nota final.

• Continuous Assessment System
• Final Assessment System
• Tools and qualification percentages:
  • Ver siguientes apartados (%): 100

La asignatura se podrá aprobar de dos maneras, en evaluación final, donde el 100% de la nota se obtendrá en el examen final (las convocatorias se detallan en el siguiente punto), o mediante evaluación continua. Para la evaluación continua, la nota se dividirá de la siguiente manera:

10% : Asistencia y participación en actividades presenciales.

15%: Evaluación de trabajos escritos. Los trabajos se recogerán en momentos concretos y puntuarán según su calidad.

15%: Evaluación de prácticas de laboratorio. Se evaluará tanto la actividad en el el laboratorio como el informe correspondiente.

25%: Primer examen parcial (temas 1, 2, 3, 4 y 5) ¿ 23 de noviembre de 2010

35%: Segundo examen parcial (temas 6, 7 y 8) ¿ 13 de enero de 2011

EVALUACIÓN GLOBAL:

100%: Examen final.

Sistema digitalen diseinu-hastapenak. Oinarrizko kontzeptuak eta adibideak¿ Arbelaitz, Arregi, Aruabarrena, Etxeberria, Ibarra eta Ruiz. Udako Euskal Unibertsitatea, 2005.

Basic bibliography

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES, 6ª/7ª ed.,



T.L. Floyd. Prentice Hall, 2000



DISEÑO DIGITAL, 3ª ed.,



M. Morris Mano. Prentice Hall, 2003



PRINCIPIOS DE DISEÑO DIGITAL,



D. D. Gajski. Prentice Hall, 1997



INTRODUCCIÓN AL DISEÑO LÓGICO DIGITAL,



John P. Hayes. Addison-Wesley Iberoamericana, 1996



SISTEMAS DIGITALES,



A. Lloris, A. Prieto, L. Parrilla, McGraw-Hill, 2003

In-depth bibliography

DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES. UN ENFOQUE INTEGRADO,

J.P.Uyemura. Thomson, 2000

ORGANIZACIÓN Y DISEÑO DE COMPUTADORES,

D. A. Patterson, J. L. Hennesy. McGraw-Hill, 1994

INTRODUCTION TO DIGITAL SYSTEMS,

Milos Ercegovac, Tomás Lang, Jaime H. Moreno. John Wiley and Sons, 1999

DIGITAL DESIGN. AN EMBEDDED SYSTEMS APPROACH USING VHDL

Peter J. Ashenden. Organ Kaufmann. 2008

RAPID PROTOTYPING OF DIGITAL SYSTEMS. SOPC EDITION"

J.O. Hamblen, T.S.Hall, M.D. Furman. Springer. 2008

Journals

Arloko aldizkari teknikoak: IEEE computer, IEEE Micro, ACM, BYTE

Web addresses

Jarraian aipatzen diren helbideak interesgarriak izango dira ikasgaian ikusitakotik haratago sakondu nahi duten ikasleentzat.
Diseinu digitala orokorrean:
http://www.asic-world.com
Sakontzeko liburuekin erlazionatutako loturak:
http://users.ece.gatech.edu/~hamblen/book/bookse.htm (¿Rapid prototyping of digital systems¿, Hamblen)
http://www.ddpp.com/ (¿Digital design: principles and practices¿, Wakerly)
http://www.dte.uvigo.es/vhdl/ (¿Diseño de Sistemas Digitales con VHDL¿, Pérez)

Zirkuitu-ekoizleen eta diseinurako softwarea eskeintzen duten erakundeen helbideak:
http://www.altera.com/
http://www.xilinx.com/
http://www.cadence.com/
http://www.mentor.com/
http://www.synopsys.com/
www.altera.com/
http://www.vhdl.org/