Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Sistemas Dixitais I Código 770G01026
Titulación
Grao en Enxeñaría Electrónica Industrial e Automática
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Terceiro Obrigatoria 6
Idioma
Castelán
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Industrial
Coordinación
Díaz Longueira, Antonio Javier
Correo electrónico
a.diazl@udc.es
Profesorado
Díaz Longueira, Antonio Javier
Jove Pérez, Esteban
Meizoso López, Maria del Carmen
Timiraos Díaz, Miriam
Correo electrónico
a.diazl@udc.es
esteban.jove@udc.es
carmen.meizoso@udc.es
miriam.timiraos.diaz@udc.es
Web
Descrición xeral O obxectivo desta materia é que o alumno coñeza as memorias e os dispositivos lóxicos programables, así como os métodos e ferramentas de deseño de circuítos sobre dispositivos lóxicos programables.

Competencias do título
Código Competencias do título
A26 Coñecer os fundamentos e aplicacións da electrónica dixital e microprocesadores.
A30 Coñecer e ser capaz de modelar e simular sistemas.
A31 Coñecementos de regulación automática e técnicas de control e a súa aplicación á automatización industrial.
B1 Capacidade de resolver problemas con iniciativa, toma de decisións, creatividade e razoamento crítico.
B2 Capacidade de comunicar e transmitir coñecementos, habilidades e destrezas no campo da enxeñaría industrial.
B3 Capacidade de traballar nun contorno multilingüe e multidisciplinar.
B4 Capacidade de traballar e aprender de forma autónoma e con iniciativa.
B5 Capacidade para empregar as técnicas, habilidades e ferramentas da enxeñaría necesarias para a práctica desta.
B6 Capacidade de usar adecuadamente os recursos de información e aplicar as tecnoloxías da información e as comunicacións na enxeñaría.
B7 Capacidade para traballar de forma colaborativa e de motivar un grupo de traballo.
B11 CB4 - Que os estudantes poidan transmitir información, ideas, problemas e solucións a un público especializado e non especializado.
C2 Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C5 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Programa dispositivos lóxicos programables e configurables e utiliza con soltura a suas ferramentas de desarrollo. A26
A30
B1
B3
C2
Coñece a realización electrónica dos circuitos convertidores A/D y D/A e sabe elegir o máis adecuado en cada aplicación. A26
A30
B1
B2
B5
B6
C2
C5
Distingue os tipos de circuitos lóxicos programables e dispositivos de memoria. A26
A30
A31
B1
B5
C2
C5
Coñece as técnicas de conexión de periféricos básicos, deseña o seus circuitos. A26
A30
B2
B4
B7
B11
C2
C5

Contidos
Temas Subtemas
Contidos da memoria de verificación relacionados cos temas da asignatura · Programación básica en VHDL: Temas 1 e 2.
· Deseño con dispositivos electrónicos configurables CPLD e FPGA: Temas 3, 4 e 6.
· Circuitos de memoria. Temas 5, 6 y 7.
· Conversión A/D y D/A. Tema 6 e 9.
· Ferramentas de deseño e desenvolvemento de sistemas lóxicos programables: Temas 4, 6, 8, 9 e 10.
· Transmisión de datos. Temas 8 y 10.


Tema 1. Deseño de sistemas secuenciais síncronos Máquinas de estados finitos. Análise e síntese. Descrición en VHDL.
Tema 2. Introdución á lóxica programable. Características dos circuítos programables. Fases do deseño. Vantaxes. Aplicacións.
Tema 3. Arquitectura do CPLD CoolRunner II Bloques Función. Macroceldas. Bloques de Entrada/Salida. Modelo de tempos.
Tema 4. Deseño de sistemas dixitais con CPLDs Fases da implementación: Síntesis Exemplos de codificación de macros. Informe de síntesis. Opcións. Translate. Fit. Informe de tempos.
Deseño de sistemas secuencias: Sinais de reloxo. Deseño de circuitos secuenciais síncronos: contadores, circuitos de control, tratamento de entradas asíncronas, metaestabilidade. Acoplamiento entre sistemas secuenciais e outros circuitos.

Deseño de sistemas dixitais complexos: Método sistemático de deseño. Aplicación práctica do método.
Tema 5. Arquitectura das FPGAs da familia Spartan 3E de Xilinx Introducción.CLBs.Slices. LUTs.Multiplexores. Memorias. Multiplicadores "hardware". Circuitos de reloxo. Bloques de E/S. Tecnoloxías de E/S. Utilización de recursos específicos.
Tema 6. Deseño síncrono con FPGAs Normas de deseño de sistemas secuenciais síncronos. Transitorios en saídas.
Tema 7:Tratamento de ficheiros en VHDL Declarar ficheiro. Ler e escribir ficheiro. Abrir explícitamente un ficheiro. Cerrar Ficheiro. Paquete std_logic_textio.Exemplos
Tema 8. Deseño de un controlador VGA Conversor DA para VGA na Nexys 2. Estándard VGA. Deseño do controlador.
Tema 9. Deseño de sistemas aritméticos con lóxica programable Introducción. Paquetes matemáticos. Sumadores. Multiplicadores. Divisores
Tema 10. Técnicas de mellora de prestacións en sistemas síncronos. Técnica de segmentación. Técnica de duplicación de estados

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A26 30 0 30
Prácticas de laboratorio B7 B11 C2 C5 30 0 30
Traballos tutelados A26 A30 A31 B1 B2 B3 B4 B5 B6 0 76 76
Proba mixta A26 A30 B1 4 0 4
 
Atención personalizada 10 0 10
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Exposición oral e mediante o uso de medios audiovisuais.
Prácticas de laboratorio Desenrolo de prácticas de aplicación dos coñecementos teóricos adquiridos. Manexo do software de simulación e deseño de circuitos dixitais.
Traballos tutelados Traballos de realización individual ou en grupo para o deseño dun circuito de complexidade media.
Proba mixta Probas de evaluación que poderán incluir preguntas sobre dos contidos teóricos da asignatura, así como exercicios ou problemas relacionados cos seus contidos.

Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Sesión maxistral
Prácticas de laboratorio
Descrición
Os profesores atenderán persoalmente as dúbidas sobre calquera das actividades desenvolvidas ao longo do curso. O horario de tutorías será publicado ao comezo do cuadrimestre na páxina web do centro.

O alumnado con recoñecemento de dedicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia, poderá realizar sesión periódicas co coordinador da materia a través de Microsoft Teams ou correo electrónico.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Traballos tutelados A26 A30 A31 B1 B2 B3 B4 B5 B6 Traballo de deseño dun sistema dixital de complexidade media. Avaliarase a correcta aplicación dos conceptos teóricos ao traballo realizado. Será necesario entregar unha memoria explicativa deste, facer unha exposición oral e realizar unha defensa da práctica. 40
Proba mixta A26 A30 B1 Haberá 1 proba mixta a realizar individualmente por cada alumno con cuestións teórico-prácticas.
60
 
Observacións avaliación

As cualificacións das tarefas avaliables serán válidas só para o curso académico no que se realicen.

As probas obxectivas poden incluir preguntas de resposta curta e/ou tipo test, resolución problemas en papel ou deseño de circuitos co software ISE.

Para alcanzar a máxima nota no traballo teránse en conta os seguintes aspectos:

- Os circuítos deseñados deben funcionar perfectamente en todos os seus aspectos (simulación funcional e temporal).

- A memoria entregada e a presentación terán que ser claras.

- O alumno terá que realizar unha defensa personalizada da práctica, xustificando o porqué do seu deseño e contestando ás preguntas relativas ao traballo realizadas polo profesor.

Nota final

A nota final calcularáse, en xeral, como:

Nota Final = 0,4 x Nota traballo + 0,6 x Nota proba obxectiva

Para aprobar a asignatura a nota final debe ser a lo menos do 50% da puntuación total. Ademáis, a nota obtida na proba obxectiva debe ser superior ao 30% do total.

Se non se superan o mínimo da proba obxectiva e suma total é superior aos 50 puntos, a nota final será de 45.

Segunda oportunidade

Na segunda oportunidade, realizaráse unha proba obxectiva que pode constar de cuestións teórico-prácticas sobre todo o temario, exercicios escritos e de implementación dun circuito nalgunha das placas do Laboratorio.

Anota de final da segunda oportunidade = 0,6 x Nota proba mixta + 0,4 x Nota traballo.

Os alumnos que se acollan a matrícula parcial, poderán acordar co profesor a posibilidade de facer actividades alternativas as obligatorias e presenciais


Fontes de información
Bibliografía básica Jacobo Álvarez Ruiz de Ojeda (2012). Diseño digital con FPGAs. Madrid : Vision Ebooks
Jacobo Álvarez Ruiz de Ojeda (2004). Diseño Digital con Lógica Programable. Santiago de Compostela. Tórculo

Bibliografía complementaria Roy W. Goody (2001). OrCAD PSpice for Windows. Prentice Hall
Tocci. Ronald J. (1996). Sistemas Digitales. Prentice Hall


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Fundamentos de Electricidade/770G01013
Fundamentos de Electrónica/770G01018
Electrónica Analóxica/770G01022
Electrónica Dixital/770G01023

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario
Sistemas Dixitais II/770G01034

Observacións

Nesta asignatura dase por suposto que o alumno sabe programar en linguaxe VHDL, e manexa o entorno de deseño ISE Web Pack de Xilinx, polo que para matricularse con posibilidades de éxito é preciso haber cursado con aproveitamento Electrónica Dixital, ou ben haber adquirido esos coñecementos previamente.



(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías