Los objetivos de aprendizaje que se quieren conseguir son los asociados a las competencias específicas de la asignatura y son las siguientes:

CE1. Diseñar sistemas digitales de complejidad media y diferentes propósitos.

CE2. Utilizar una metodología estructurada en el diseño de sistemas digitales.

CE3. Conocer y analizar alternativas de construcción de sistemas digitales.

CE4. Identificar las fases del proceso de diseño de sistemas digitales y analizar las herramientas más utilizadas.

CE5. Describir un sistema digital mediante el lenguaje VHDL.

CE6. Editar y simular un diseño mediante herramientas CAD.

CE7. Construir y verificar un prototipo de un diseño utilizando un dispositivo programable (PLD).

Además se trabajan en mayor o menor medida las competencias generales de la titulación C1, C2, C4, C8 y C9, y la IC1 asociada a la especialidad de Ingeniería de Computadores. Tambiénse trabajan las competencias CB1, CB2, CB3, CB4 y CB5. Todas estas competencias pueden consultarse en el enlace siguiente:

http://www.ehu.es/documents/340468/516505/Lista+de+competencias.pdf .



Como resultado del aprendizaje, el estudiante una vez cursada esta asignatura podrá enfrentarse al diseño y construcción de un sistema digital de complejidad media.

Presentamos el temario de la asignatura que incluye los conceptos y las técnicas que se van a aprender siguiendo la metodología que se explica en un apartado posterior.



Tema 1: Introducción.

Tema introductorio que describe la evolución histórica de las alternativas de construcción de sistemas digitales.



Tema 2: Metodología de diseño de sistemas digitales.

Se desarrolla una metodología de diseño estructurada, basada en máquinas de estados finitos síncronas.



Tema 3: Ejemplos de diseño.

Se aplica la metodología descrita para resolver el diseño de diferentes sistemas digitales de complejidad baja y media para un propósito específico como por ejemplo: sistemas para realizar operaciones aritméticas, sistemas de tratamiento de información (almacenamiento y/o intercambio), elementos de entrada y salida sencillos, sistemas de monitorización de datos, etc.



Tema 4: Lenguajes de descripción de hardware: introducción al VHDL.

Se presenta el lenguaje de descripción hardware VHDL y se realiza una breve introducción a sus nociones más elementales: sintaxis, estructuras, etc. El objetivo es poderlo utilizar en la descripción y simulación de sistemas digitales.



Tema 5: Dispositivos lógicos programables.

Este tema introduce los dispositivos lógicos programables: evolución histórica y arquitecturas actuales.



Tema 6: Ciclo de diseño y herramientas.

Por un lado se describen las fases típicas del diseño de un sistema digital, y por otro lado se presentan las herramientas de ayuda con ordenador (CAD) para cada una de estas fases. En particular se utilizará una serie de programas para la edición, simulación y construcción de sistemas de complejidad media utilzando un dispositivo lógico programable.

Para cumplir con los objetivos de aprendizaje señalados en un apartado anterior se va a emplear una metodología de “Aprendizaje basado en proyectos” (siglas en inglés PBL: Project Based Learning”). La característica fundamental de esta metodología docente es que está centrada en el estudiante y los conceptos de la asignatura se aprenden desarrollando proyectos que se trabajan en grupos de manera coordinada aplicando los conocimientos que se van adquiriendo y los que previamente se tenían. De esta manera se trata de, por un lado, dotar al estudiante de una formación adecuada para su inserción exitosa en la vida laboral real (en nuestro caso, en las empresas de ingeniería, donde nuestros profesionales trabajan habitualmente desarrollando proyectos) y por otro lado, centrar el modelo educativo en el aprendizaje del estudiante y no en la enseñanza. En esencia es el estudiante el que demandará unos conocimientos al profesor cuando le surja esa necesidad por las actividades que se le plantean, y no al revés como suele ser en una metodología más clásica.

Así, en esta asignatura los alumnos han de desarrollar un proyecto que abarca la totalidad de la asignatura (100%) trabajando en grupos formados por 3 estudiantes. Dicho proyecto se plantea el primer día de clase. Los conocimientos previos básicos necesarios para poder desarrollar dicho proyecto son los impartidos en la asignatura de 1er curso “Principios de Diseño de Sistemas Digitales”.

Para desarrollar el PBL se emplean diferentes técnicas o actividades de aprendizaje activo y cooperativo. En nuestro caso, todas estas actividades van a girar en torno a ese único proyecto a desarrollar durante todo el cuatrimestre. Mediante dicho proyecto esperamos cubrir todos las competencias de esta asignatura. A modo de ejemplo algunas de las actividades que se plantean son los siguientes: realización de pósters, exposición oral por parte de un grupo, elaboración de una carpeta que incluya toda la documentación de los trabajos asignados, etc...

Para aprobar la asignatura se puede optar por una de estas dos modalidades: Evaluación continua o Evaluación final.

1) EVALUACIÓN CONTINUA:

La evaluación continua exige la asistencia a las clases presenciales. Tal y como se ha mencionado los estudiantes trabajan a lo largo del curso en grupo para desarrollar el proyecto propuesto al inicio de la asignatura, pero también realizan tareas individuales. Los porcentajes de evaluación sobre la nota final previstos son los siguientes:

• 30%, Examen de conocimientos mínimos (evaluación individual)realizado hacia la mitad del cuatrimestre. Debe aprobarse y si se suspende hay una segunda oportunidad en el periodo de exámenes finales de cuatrimestre.

• 20%, Carpeta repositorio o portfolio (evaluación de grupo): La carpeta es un repositorio electrónico accesible a los miembros del grupo y al profesor, creado al inicio del proyecto y que los estudiantes van actualizando, completando y mejorando a lo largo del mismo.

• 40%, Informe del proyecto y construcción del prototipo (evaluación de grupo). En la evaluación del informe se tiene en cuenta su calidad técnica, la claridad de la presentación, la capacidad de expresar las ideas por escrito y la corrección del lenguaje utilizado. Así mismo se realiza una demostración práctica del prototipo construido.

• 10%, Exposición del proyecto (evaluación individual). Se valora tanto la exposición oral como el material de soporte elaborado para la misma.



2) EVALUACIÓN FINAL:

50%: Examen de los conceptos fundamentales asociados a la asignatura.

50%: Evaluación de la realización de un diseño con sus cuatro etapas básicas. Los resultados de esta parte (informe y prototipo) han de entregarse previamente al examen y sobre ellos se realizará la correspondiente entrevista.

NOTA IMPORTANTE: Los estudiantes que opten por este modo de evaluación han de ponerse en contacto con los profesores DURANTE EL PRIMER MES DE IMPARTICIÓN DE LA ASIGNATURA.

- Un ordenador personal tipo PC.
- Herramientas de libre distribución para el diseño, simulación y construcción de circuitos digitales usando dispositivos programables (PLDs).
- Placa de prototipado para la construcción del diseño realizado.

Bibliografía básica

- Digital Design. An Embedded Systems Approach Using VHDL, Ashenden P. J., Morgan Kaufmann, 2008.

- The art of digital design (2ª Ed), Winkel D., Prosser F., Prentice Hall, 1987.

- VHDL Lenguaje estándar de diseño, Terés L., Torroja Y., McGraw Hill, 1998.

- Rapid prototyping of digital systems, Hamblen J., Furman M., Kluwer Ac. Publ, 2006.

- Sistemas Digitales, Lloris A., Prieto A., McGraw Hill, 2003.

- Sistema Digitalen diseinu hastapenak, Arbelaitz et al., Ed. UEU, 2005.

- Principios de diseño de sistemas digitales, Arbelaitz et al., Ed. UPV, 2008.

- Fundamentos de sistemas digitales, T.L.Floyd, Ed. Pearson, 11ªEd., 2016.

Bibliografía de profundización

- Diseño de Sistemas Digitales con VHDL, Pérez S. A., Soto E., Fernández S., Thomson, 2002.
- Effective coding with VHDL. Principles and best practice., Jasinski R., MIT Press, 2016.
- Dispositivos lógicos programables y sus aplicaciones, Mandado E., Alvarez L.J., Valdés M.D., Thompson, 2003.
- Síntesis de Circuitos Digitales, un enfoque algorítmico, Deschamps J.P., Thompson, 2002.
- The Design Warrior's guide to FPGAs, C. Maxfield, Ed. Elsevier, 2004.
- Rapid system prototyping with FPGAs, R.C. Cofer, B. Harding, Ed. Elsevier, 2006.