Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

Las FPGAs ofrecen una alternativa tecnológica muy interesante para el diseño e implementación de sistemas de control digital cuando el rendimiento computacional de los mismos resulta crítico. Esta exigencia puede ser consecuencia del gran ancho de banda y/o complejidad de los sistemas a controlar, de la exigencia computacional de los algoritmos a ejecutar o de una combinación de ambos factores. En esta asignatura se trabajan aquellos aspectos relativos al diseño de procesadores digitales sobre FPGAs/PSoCs con aplicación específica a la implementación de sistemas de control digital realimentados de alto rendimiento.

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

· EXPLICAR LAS PARTICULARIDADES DEL DISEÑO DE CONTROLADORES DIGITALES SOBRE FPGAS, SUS VENTAJAS Y SUS INCONVENIENTES.

· ADAPTAR LAS TÉCNICAS DE DISEÑO DE CONTROLADORES DIGITALES A LAS CARACTERÍSTICAS COMPUTACIONALES DE LOS DISPOSITIVOS DE HARDWARE RECONFIGURABLE.

· ANALIZAR LOS PROBLEMAS QUE LA COMPUTACIÓN CON PRECISIÓN REDUCIDA PUEDEN PRODUCIR EN EL RENDIMIENTO DE LOS CONTROLADORES DIGITALES.

· COMPRENDER LAS RELACIONES DE COMPROMISO QUE SE ESTABLECEN ENTRE LAS VARIABLES DE DISEÑO DE PROCESADORES ESPECÍFICOS PARA LA ACELERACIÓN DEL CONTROL DIGITAL.

· APLICAR UNA METODOLOGÍA CONSISTENTE DURANTE TODO EL PROCESO DE DISEÑO DE CONTROLADORES DIGITALES EN FPGAS,DESDE SU CONCEPCIÓN HASTA SU IMPLEMENTACIÓN.

Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

La evaluación en convocatoria ordinaria se realiza de forma continua, en base a los ejercicios, informes y trabajos prácticos que se hayan ido realizando a lo largo del periodo lectivo de la asignatura. A la finalización del mismo se establecerá, opcionalmente, una prórroga de tiempo e un mes para la subsanación/mejora de aquellos ejercicios que hayan sido evaluados con una calificación baja o de forma negativa.

Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

La evaluación en convocatoria extraordinaria dependerá de las carencias que se hayan mostrado en la convocatoria ordinaria y que hayan sido causa de una evaluación global negativa. En este sentido podría proponerse tanto la realización de nuevos ejercicios y trabajos teóricos y prácticos como la realización de una prueba presencial de evaluación final (examen).

Irakasgai-zerrenda

SESIONES TEÓRICAS

1- Aportaciones del hardware reconfigurable al diseño e implementación de controladores digitales.

2- Aspectos prácticos del diseño de controladores digitales. Consideraciones sobre la operación en tiempo real.

3- Computación con precisión finita y propagación del error computacional.

4- Operadores aritméticos de coma fija: diseño y síntesis.

5- Controladores óptimos y controladores predictivos.

6- Controladores neuronal/borrosos.



SESIONES PRÁCTICAS

1- Sobremuestreo y filtrado.

2- Estructura de controladores y transformada delta.

3- Modelado en coma fija. Optimización de la longitud de palabra.

4- Síntesis de un controlador digital sobre FPGA.

Bibliografia

Nahitaez erabili beharreko materiala

La documentación (presentaciones, ejercicios, guiones prácticos, artículos científicos) que el profesor facilita a lo largo del curso.

Oinarrizko bibliografia

• Tim Wescott, Applied Control Theory for Embedded Systems. Newnes, 2006.

• Rahul Dubey, Introduction to Embedded System Design Using Field Programmable Gate Arrays, Springer, 2009.

• J.M. Maciejowsky, Predictive Control with Constraints. Pearson Education, Prentice Hall, London, 2002.

• J.-S. R. Jang, C.-T. Sun and E. Mizutani, Neuro-Fuzzy and Soft Computing. A cCmputational Approach to Learning and Machine Intelligence. Pearson Education,Prentice Hall, 1997.

Gehiago sakontzeko bibliografia

• K. J. Aström and B. Witternmark, Computer-Controlled Systems. Theory and Design, 3d edition, 2011.



• J-P. Deschamps, G. D. Sutter, and E. Cantó, Guide to FPGA Implementation of Arithmetic Functions, Lecture Notes in Electrical Engineering, Vol. 149, Springer, 2012.



• J-P. Deschamps, G. J. A. Bioul, Synthesis of Arithmetic Circuits, Wiley, 2006.



• F. Chaitin-Chatelin, V. Frayssé, Lectures on Finite Precision Computations, SIAM, 1996.



• D. Hristu-Varsakelis, W. S. Levine, R. Alur, K. Arzen, J. Baillieul, and L.A. Henzinger (editors), Handbook of networked and embedded control systems, Birkhäuser Boston, 2005.

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