La asignatura "Laboratorio de Sistemas Digitales" es una asignatura obligatoria de la especialidad de Sistemas Electrónicos en el cuarto curso de la titulación de Grado en Ingeniería en Tecnología de Telecomunicación.



El objetivo de esta asignatura es el de dotar al alumnado de la capacidad de diseñar y de desarrollar sistemas digitales con unidades de procesamiento hardware y software integradas en una FPGA. Estos circuitos mixtos diseñados a medida ofrecen un alto grado de flexibilidad y una alta capacidad de procesamiento. La incorporación de este tipo de dispositivos en los productos de las empresas del sector industrial es muy interesante y la demanda de profesionales con capacidad de trabajo con este tipo de tecnologías es alta.



En esta asignatura se afrontan, desde un enfoque práctico, una ampliación del diseño digital (diseño hardware orientado a dispositivos reconfigurables), el estudio detallado de un sencillo procesador soft embebido en el dispositivo reconfigurable y la metodología de diseño necesaria para afrontar el desarrollo completo de un sistema mixto.



Las asignaturas Electrónica Digital y Sistemas Digitales confluyen en esta asignatura. Los conceptos y capacidades adquiridos en éstas deben aplicarse de forma intensiva, ampliada y combinada. De esta forma, se eleva un escalón el nivel de abstracción en el diseño y se establecen las bases para poder afrontar el diseño de sistemas complejos basados en plataformas.

En esta asignatura se trabajan las competencias M05SE4 y M05SE5 del módulo 5 Sistemas Electrónicos:

M05SE4: Capacidad para aplicar la electrónica como tecnología de soporte en otros campos y actividades, y no sólo en el ámbito de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones.

M05SE5: Capacidad de 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.





A continuación se indican los resultados de aprendizaje más importantes que el alumnado debe adquirir por medio de esta asignatura:

- Identificar la arquitectura interna de las FPGAS.

- Describir de manera adecuada los circuitos fundamentales para el diseño digital síncrono a alta velocidad.

- Conocer el proceso de síntesis e implementación de diseños complejos basados en FPGAs.

- Describir circuitos mixtos compuestos de un pequeño procesador al que se le añaden circuitos a medida y el programa que ejecuta el mismo.

- Realizar la co-simulación de circuitos mixtos y el test mediante análisis lógico embebido.

- Documentar diseños complejos realizados en FPGAs mediante documento de especificaciones y diseño de referencia.

Tema 1: Diseño electrónico Avanzado con FPGAS

Diseño VHDL optimizado a la arquitectura de FPGAs

Diseño síncrono

Técnicas de gestión avanzada de relojes globales

Gestión de las restricciones de diseño



Tema 2: Diseño con mini-procesadores soft

Arquitectura de core-mixto

Microprocesador soft de 8 bits

Directivas de generación de código



Tema 3: Integración hardware-software en una FPGA

Integración del software en el flujo de diseño de la FPGA

Cosimulación

La asignatura se imparte con una orientación claramente práctica.



En el laboratorio los estudiantes trabajan de manera individual y también en grupos. Se desarrollan varios proyectos, algunos muy guiados y otros con una parte libre para que los alumnos empleen la imaginación y el trabajo autónomo. Se estimula la planificación y organización del trabajo, el estudio dentro y fuera del aula, la actitud positiva hacia los compañeros, la expresión oral y escrita, la discusión de las respuestas, la búsqueda bibliográfica y el uso del inglés.



En las clases magistrales se explican los conceptos fundamentales. El alumnado ha de profundizar estos conceptos mediante el estudio de los contenidos teóricos y la realización de ejercicios prácticos.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba tipo test (%): 10
  • Trabajos individuales (%): 15
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 75

La evaluación de la asignatura se realiza mediante el sistema de evaluación continua.

El peso de las diferentes actividades en la nota final es el siguiente:



Prueba tipo test (10 %)



Prácticas básicas individuales (15 %)



Práctica final en equipo (75 %)







El estudiante que no realice la evaluación continua o que, habiendo renunciado a la misma, no se presente a la convocatoria ordinaria final, tendrá una nota de No Presentado.

La evaluación en la convocatoria extraordinaria se realizará en base a una evaluación final relativos al contenido de la asignatura.

Documentación en formato electrónico en el servidor egela de la asignatura.

En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.

Bibliografía básica

Floyd, T.L., Fundamentos de sistemas digitales, 7a edición, Prentice Hall, 2001

Wakerly, J. F., Digital Design. Principles and Practices, Prentice Hall, 2000

Uyemura, J. P., Diseño de sistemas digitales. Un enfoque integrado; Thomson Learning, 2000

Xilinx Inc, Xilinx ISE In-Depth Tutorial (UG695), http://www.xilinx.com

Xilinx Inc, Xilinx UG129 PicoBlaze 8-bit Embeded Microcontroller User Guide, http://www.xilinx.com

Bibliografía de profundización

Ashenden, Peter J, "The designer's guide to VHDL".

Revistas

Xcell online, https://www.xilinx.com/about/xcell-publications/xcell-journal.html

Direcciones web

http://www.xilinx.com
http://www.opencores.org