Descripción y contextualización de la asignatura

En esta asignatura se estudia el diseño de aplicaciones para sistemas empotrados basados en microcontroladores de 16 y 32 bits. Por un lado, se revisa la arquitectura del microcontrolador de 16 bits PIC24H, se practica con la programación de sus periféricos y se realiza un proyecto con la plataforma Explorer 16.



Por otro lado, se estudian las arquitecturas de los micros de 32 bits, centrándose en las familias de arquitecturas ARM. Igualmente se realizan una serie de tutoriales prácticos sobre la gestión de los diferentes dispositivos de micros de 32bits (Cortex-MPCore y NIosII) y se realiza un proyecto en equipo con la plataforma DE1-SoC.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Conocer la arquitectura básica de los microcontroladores de 16 bits y 32 bits, utilizando como ejemplos los micros PIC24H, Cortex-MPCore y NiosII

Programar microcontroladores de 16 y 32 bits para el diseño de sistemas empotrados, utilizando sensores y periféricos conectados al micro

Analizar la eficiencia de los sistemas empotrados diseñados, su seguridad, tolerancia a fallos y sus restricciones temporales (sistemas en tiempo real)

Conocer varias herramientas para el desarrollo y depuración de programas implementados sobre microprocesadores y microcontroladores: MPLAB X IDE (REAL ICE), Intel FPGA Quartus Prime, Intel SoC FPGA Embedded Development Suite, Arm* Development Studio for Intel® SoC FPGA y entorno de desarrollo sobre Linux para sistemas empotrados.

Seleccionar la plataforma (hardware y software) idónea para una aplicación empotrada concreta

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

Se evaluará por separado cada una de las dos partes. Para superar la asignatura es necesario obtener en cada una de las dos partes al menos una calificación de 5 sobre 10. En este caso la nota final de la asignatura será la nota media de ambas partes.



Evaluación de la primera parte:

+Seguimiento y participación (10%): Seguimiento y participación en las diferentes actividades de clase.

+Trabajo práctico (60%): Realización de un proyecto y defensa ante el profesor.

+Control (30%): Realización de un control de conocimientos mínimos. Para superar esta primera parte es necesario obtener en el control una nota mínima de 5 (sobre 10).



Evaluación de la segunda parte:

+Seguimiento y participación (10%): Seguimiento y participación en las diferentes actividades de clase.

+Trabajo práctico (60%): Realización de un proyecto y defensa ante el profesor.

+Control (30%): Realización de un control de conocimientos mínimos. Para superar esta primera parte es necesario obtener en el control una nota mínima de 5 (sobre 10).

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

Igual que la convocatoria ordinaria

Temario

Programa de la asignatura



Parte I. Microcontroladores de 16 bits

I.1- Introducción: sistemas empotrados

I.2- Arquitectura del PIC24H

I.3- Programación. Herramienta MPLAB X IDE (REAL ICE)

I.4- Periféricos del PIC24H

I.5- Ejemplos de diseño y proyecto con Explorer 16



Parte II. Microcontroladores de 32 bits

II.1- Aplicaciones para Micros de 32bits

II.2- Arquitectura interna de un microprocesador

II.3- Herramientas de Diseño

II.4- Arquitecturas ARM y Procesadores ARM

II.5- Cortex-A9 MPCore

II.6- Ejemplos de diseño y proyecto con DE1-SoC

Bibliografía

Materiales de uso obligatorio

-Equipos informáticos de los laboratorios.



-Placas de desarrollo Explorer 16 y DE1- SoC



-Software de desarrollo: MPLAB X IDE (REAL ICE), Intel FPGA Quartus Prime, Intel SoC FPGA Embedded Development Suite, Arm* Development Studio for Intel® SoC FPGA y GNU Development Tools :GCC, GDB,...

Bibliografía básica

Programming 16-Bit PIC Microcontrollers in C: Learning to Fly the PIC 24. Lucio Di Jasio. Newnes, 2007 (ISBN: 978-0-7506-8709-6).



Microcontroladores Avanzados dsPIC, Controladores Digitales de Señales. Arquitectura,

programación y aplicaciones. José Mª Angulo et al. Thomson, 2005 (ISBN: 84-9732-385-8).



Embedded Systems Architecture. T. Noergaard. Elsevier, 2008.



ARM Architecture Reference Manual. David Seal (ISBN-13: 978-0201737196).



ARM System Developer`s Guide. A.N.Sloss, et al. Morgan Kaufmann, 2004.



MISRA-C 2004. Guidelines for the use of the C language in critical systems. MIRA Limited, 2008.

Bibliografía de profundización

Computer Architecture: A Quantitative Approach (6. ed.). J.L. Hennessy, D.A. Patterson, Morgan Kaufmann, 2017.







Microprocesadores RISC. Evolución y Tendencias. C. Rodriguez, G. Alvarez, O. Arregi, J.M. Perez. RAMA







ARM System-on-Chip Architecture (2nd Edition), Steve Furber. Addison-Wesley, 2000.







ARM System Developer's Guide: Designing and Optimizing System Software, Andrew Sloss, Dominic Symes, Chris Wright, Morgan Kaufmann Publishers, 2004.

Enlaces

Manuales de referencia de Microchip: http://www.microchip.com



ARM : https://www.arm.com/



ARM Infocenter: http://infocenter.arm.com/help/index.jsp



ARM Developer: https://developer.arm.com/



Intel FPGA Documentation: https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/documentation/lit-index.html



Intel FPGA Manuals: https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/support/literature/lit-manual.html