300022 - CSD - Circuits i Sistemes Digitalsdigsys.upc.edu/ed/CSD/units/CSD_acord.pdf6. GESTIÓ DE...

Última modificació: 23-07-2012

300022 - CSD - Circuits i Sistemes Digitals

Universitat Politècnica de Catalunya1 / 16

Competències de la titulació a les que contribueix l'assignatura

Altres: JOSE JORDANA BARNILS

Responsable: FRANCESC JOSEP ROBERT SANXIS

Unitat que imparteix:

Curs:

Crèdits ECTS:

710 - EEL - Departament d'Enginyeria Electrònica

2012

GRAU EN ENGINYERIA TELEMÀTICA (Pla 2009). (Unitat docent Obligatòria) GRAU EN ENGINYERIA DE SISTEMES DE TELECOMUNICACIÓ (Pla 2009). (Unitat docent Obligatòria)

6 Idiomes docència: Català, Castellà, Anglès

Unitat responsable: 300 - EETAC - Escola d'Enginyeria de Telecomunicació i Aeroespacial de Castelldefels

Titulació:

Professorat

Específiques:

Genèriques:

1. CE 14 TELECOM. Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados. (CIN/352/2009, BOE 20.2.2009)2. CE 15 TELECOM. Conocimiento y aplicación de los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware. (CIN/352/2009, BOE 20.2.2009)

3. APRENENTATGE AUTÒNOM - Nivell 1: Dur a terme les tasques encomanades en el temps previst, tot treballant amb les fonts d'informació indicades, d'acord amb les pautes marcades pel professorat.4. COMUNICACIÓ EFICAÇ ORAL I ESCRITA - Nivell 1: Planificar la comunicació oral, respondre de manera adequada les qüestions formulades i redactar textos de nivell bàsic amb correcció ortogràfica i gramatical.6. GESTIÓ DE PROJECTES - Nivell 1: Conèixer eines de gestió de projectes portant a terme les diferents fases del projecte establertes pel professor.7. TREBALL EN EQUIP - Nivell 1: Participar en el treball en equip i col·laborar-hi, un cop identificats els objectius i les responsabilitats col·lectives i individuals, i decidir conjuntament l'estratègia que s'ha de seguir.5. TERCERA LLENGUA: Conèixer una tercera llengua, que serà preferentment l'anglès, amb un nivell adequat de forma oral i per escrit i amb consonància amb les necessitats que tindran les titulades i els titulats en cada ensenyament.8. ÚS EFICIENT D'EQUIPS I INSTRUMENTACIÓ - Nivell 1: Utilitzar correctament instrumental, equips i programari delslaboratoris d'ús general o bàsics. Realitzar els experiments i pràctiques proposats i analitzar els resultats obtinguts.

Capacitats prèvies

Els estudiants han d'haver assolit els coneixements de l'àrea de tecnologia electrònica que s'estudien a l'assignatura l'Electrònica en les Telecomunicacions (1A), tant els de caràcter teòric com les habilitats amb l'ús d'instrumentació de laboratori electrònic.Els estudiants han de dominar els aspectes bàsics de la programació en C, llenguatge que s'estudia a les assignatures d'Introducció als ordinadors (1A) i Projecte de Programació (1B).És molt convenient que els estudiants hagin practicat habilitats genèriques com les que ja es tracten en els quadrimestres1A i 1B. Especialment, el treball cooperatiu, l'aprenentatge autònom i la comunicació oral i escrita.

Requisits

Pre-requisits: Electrònica en les Telecomunicacions




En acabar l'assignatura l'estudiantat ha de ser capaç de:

- Treballar en equip cooperatiu per planificar les activitats i realitzar els problemes i projectes, realitzant el seguiment del seu temps d'estudi i seguint la metodologia científica associada a la resolució de problemes. - Cercar materials per a l'estudi autònom, preferentment en anglès, a la biblioteca i a Internet, per complementar les indicacions donades en els problemes i projectes. - Documentar els treballs usant processador de textos, eines gràfiques, correctors automàtics, gestors de projectes, i altres eines ofimàtiques, seguint els criteris de qualitat especificats a les plantilles de l'assignatura. - Editar i publicar, seguint les indicacions, un portafoli electrònic del grup de treball cooperatiu, per mostrar els treballs, la reflexió sobre el contingut del curs i la valoració del progrés personal en relació a l'aprenentatge de les competències de l'assignatura.- Interpretar la documentació (normalment en anglès) de catàlegs de circuits integrats digital, per poder-los usar en el disseny d'aplicacions. - Anàlisi, simulació i disseny de funcions lògiques (amb esquemes i VHDL) usant programari específic: Minilog (Expresso algorithm), WolframAlpha, Proteus-ISIS, etc.- Deduir les especificacions així com la seva representació en VHDL dels blocs combinacionals i seqüencials estàndard, pertal d'incloure'ls com a components elementals en el disseny d'aplicacions més complexes.

Objectius d'aprenentatge de l'assignatura

L'assignatura es basa en l'aprenentatge cooperatiu (CL) i l'aprenentatge basat en problemes (PBL). És a dir, l'estudiant/a treballa i aprèn en grups base organitzats durant tot el quadrimestre per realitzar problemes i projectes que s'han de lliurar en dates determinades seguint uns criteris de qualitat (rúbriques) establerts des del començament de curs. En realitat es pretén amb aquesta metodologia que l'estudiant aprengui els continguts de manera integrada amb la pràctica de cadascuna de les 6 competències genèriques. Les activitats estan preparades en aquest sentit i obligaran els estudiants a romandre actius des de la primera sessió fins a l'última, tal com si anessin a treballar a una empresa del sector durant un període de 13 setmanes i haguessin de produir resultats setmanals.El format de les classes presencials, de 2 hores cadascuna (sessions de treball en grup a l'aula i al laboratori), és generalment aquest: 1) dubtes de les sessions anteriors; 2) introducció i descripció de la feina que s'ha de realitzar; 3) treball en grup; 4) explicacions i dubtes generals; 5) treball en grup, i 6) preparació de la feina que s'ha de fer fora de la classe (a les sessions de treball autònom en grup liderades pels propis estudiants).Les sessions de laboratori es realitzen amb el mateix esquema de grups cooperatius i amb el format descrit anteriorment, però usant preferentment ordinadors personals i instruments electrònics per solucionar les qüestions finals dels problemesrelacionades amb la simulació, muntatge, verificació i mesures. És molt convenient que els estudiants tinguin ordinador personal (idealment portàtil) amb connexió a Internet. S'ofereix un servei de préstec de portàtils.Les sessions d'activitats acadèmiques dirigides seran seminaris de discussió oberta, en grup petit o mitjà (20 estudiants), sobre tasques encarregades al grup cooperatiu: cerca d'informació, ajuda en la lectura de materials d'estudi, identificació i plantejament del problema, organització del pla de treball, distribució de tasques, tutorials d'ús de software o d'instruments de laboratori; reflexió sobre el funcionament dels grups cooperatius, etc. El curs compta amb 1 h setmanal d'activitat dirigida, a més de 6,5 h de treball autònom setmanal. El/la professor/a no explica ni transmet tot el contingut de la matèria, sinó que planifica la feina que s'ha de realitzar, fa el seguiment del funcionament dels grups cooperatius, en corregeix els treballs i aclareix els dubtes (si convé per a tota laclasse) que cada grup troba a l'hora de fer els problemes.Per incentivar l'ús de l'anglès, tal com s'ha especificat en els objectius d'aprenentatge, (recordeu que la comprensió oral i escrita d'aquesta llengua és absolutament essencial per desenvolupar una futura carrera professional dins de l'àmbit de l'enginyeria de telecomunicació), una part del material d'estudi, llibres, referències o fins i tot les exposicions orals, són enanglès. A més, sempre que sigui possible, s'intentarà integrar l'aprenentatge de la llengua i els continguts (teaching content through English, content and language integrated learning, CLIL).En finalitzar el curs, els estudiants emplenaran de manera voluntària i anònima una enquesta de tipus SEEQ per avaluar la seva satisfacció amb el curs i els professors. Aquestes dades recollides i analitzades, juntament amb altres indicadors, permetran la millora de l'organització del curs i la revisió de les activitats per edicions successives.

Metodologies docents




- Implementar circuits combinacionals i seqüencials usant dispositius lògics programables (sPLD/CPLD) i FPGA, generant projectes modulars top-down basats en llenguatge de descripció de maquinari (VHDL) i usant el conjunt d'eines de programari associades al procés de disseny, simulació i implementació. - Implementar projectes de circuits combinacionals i sistemes seqüencials en el laboratori usant targetes d'entrenament i instruments propis d'un laboratori d'electrònica per a mesura, verificació i caracterització.- Dissenyar màquines d'estat finits (FSM) mitjançant VHDL, realitzant projectes de simulació i d'implementació en xips programables PLD i FPGA.- Dissenyar, simular i implementar en PLD o FPGA un sistema digital avançat de complexitat mitjana (subsistema o perifèric), basat en una unitat operativa (registres dels operants més l'ALU) i una unitat de control (FSM).- Classificar els microcontroladors comercials segons la seva tecnologia i capacitat de càlcul (8, 16, 32 bits), explicar les seves aplicacions més usuals (small embedded systems) i descriure el conjunt d'eines de programari i maquinari associades al flux de disseny propi de cada fabricant. - Implementar problemes que incloguin l'ús de perifèrics i la programació a través d'interrupcions en llenguatge assemblador i C (HI-TECH C Lite Compiler,MPLAB XC compilers), seguint el flux de disseny per a microcontroladors PIC deMicrochip proposat a l'assignatura.- Concebre, dissenyar, simular i muntar un projecte d'aplicació basat en dispositius programables i/o microcontroladors PIC a partir d'unes especificacions inicials, presentar-lo oralment i redactar una memòria descriptiva seguint les indicacions d'una plantilla. Aquest projecte inclou la comparació d'alternatives al disseny d'un mateix sistema digital resoltamb dispositius programables o bé amb microcontroladors, així com explicar els avantatges i inconvenients de cada opció.

Continguts

Dedicació total: 150h Grup gran/Teoria:

Grup mitjà/Pràctiques:

Grup petit/Laboratori:

Activitats dirigides:

Aprenentatge autònom:

26h

0h

26h

14h

84h

17.33%

0.00%

17.33%

9.33%

56.00%

Hores totals de dedicació de l'estudiantat




Treballaran el tema d'especificació, disseny i simulació de circuits combinacionals descrits en VHDL:- Sistemes de numeració, operacions lògiques i aritmètiques i codis per representar informació.- Funcions lògiques (àlgebra de Boole, circuits amb portes, mínterms, màxterms, suma de productes, producte desumes).- Simplificació de funcions lògiques (programari Minilog).- Característiques elèctriques dels circuits digitals segons famílies lògiques (nivells lògics, marges de soroll, tempsde propagació, potència dissipada, sortides tri-state).- Els blocs bàsics lògics i aritmètics estàndard combinacionals (multiplexors, sumadors, etc.).- Disseny de projectes VHDL, simulació, i implementació en sPLD/CPLD/FPGA de circuits combinacionals.- Ús del Proteus-ISIS per a la captura d'esquemàtics i simulació de circuits programables sPLD (GAL22V10), CPLDi/o FPGA. Simulació funcional i temporal en ModelSim / Active HDL / ISim. Ús del ispLEVER Classic - Diamond / Quartus-II / ISE per a la implementació de circuits en CPLD/FPGA.

Activitats vinculades:- Problemes (EX1A, EX1B, EX1C)- Controls individuals de coneixements bàsics (IT1)- e-Portafoli de grup: Com a mínim s'han de penjar en el portafoli del grup cooperatiu les solucions dels exercicis i del control, així com les millores voluntàries a realitzar després de rebre les correccions.

Descripció:

CIRCUITS COMBINACIONALS Dedicació: 50h

Grup gran/Teoria: 10h Grup petit/Laboratori: 10h Activitats dirigides: 5h Aprenentatge autònom: 25h




Treballaran el tema d'especificació, disseny i simulació de màquines d'estat finit síncrones (FSM):- El concepte de sistema seqüencial. Les eines: diagrama d'estat, diagrama de temps, descripció funcional. Cel·les de memòria asíncrones d'1 bit (latches RS i D). Aplicació i simulació de circuits amb latches (circuits temporitzadors, de rellotge i memòria massiva de dades).- Estructura general d'una màquina d'estats finits síncrona canònica (FSM). Circuits de memòria d'1 bit síncrons (flip-flops JK, D,T) per al registre d'estat.- Disseny i simulació de sistemes seqüencials (FSM) senzills amb el mètode canònic usant el llenguatge VHDL: a) especificacions; b) particularització de l'arquitectura general al problema; c)descripció en VHDL; d) simulació funcional; e) síntesi i fitxers de configuració del dispositiu programable; f) simulació temporal a nivell de portes lògiques (timing simulation); g) programació del dispositiu i verificació de funcionament en les targetes d'entrenament usant instruments de laboratori.- Disseny VHDL, simulació i implementació de blocs seqüencials estàndard (comptadors i registres de dades i de desplaçament).- Simulació en ModelSim / Active HDL / ISim. Ús del ispLEVER Classic - Diamond / QuartusII / ISE per a la implementació de FSM en sPLD/CPLD/FPGA.- Implementació de bancs de memòria en VHDL.

Activitats vinculades:- Problemes (EX2)- Controls individuals de coneixements bàsics (IT2)- e-Portafoli de grup: Com a mínim s'han de penjar en el portafoli del grup cooperatiu les solucions dels exercicis i del control, així com les millores voluntàries a realitzar després de rebre les correccions.

Descripció:

MÀQUINES D'ESTATS FINITS (FSM) Dedicació: 20h





El concepte i l'arquitectura d'un processador digital d'informació, també anomenat processador dedicat, constituïtper una unitat operativa (datapath) i una unitat de control (FSM).- La unitat operativa: recursos de càlcul (ALU) i de memòria d'operants (registres). Els senyals de control.- La unitat de control (una FSM canònica síncrona).- Disseny un projecte VHDL, simulació, i implementació en CLD/FPGA d'un sistema digital processador d'informació senzill (un sumador o un multiplicador seqüencial, un controlador de teclat, un port de comunicació asíncrona, un rellotge en temps real, etc. ) usant les mateixes eines EDA descrites anteriorment.

Activitats vinculades:- Problemes (EX3)- Controls individuals de coneixements bàsics (IT3)- e-Portafoli de grup: Com a mínim s'han de penjar en el portafoli del grup cooperatiu les solucions dels exercicis i del control, així com les millores voluntàries a realitzar després de rebre les correccions.

Descripció:

PROCESSADOR DIGITAL Dedicació: 20h





Capítol d'introducció a l'ús i el disseny d'aplicacions amb microcontroladors comercials- La idea inicial d'una CPU: el sistema digital dedicat microprogramat (funcions lògiques amb memòries) capaç derealitzar operacions diferents amb el mateix maquinari.- L'evolució dels sistemes digitals fins arribar a l'arquitectura d'un sistema microprocessador (unitat de processament, memòria de dades i programa, i perifèrics)- Integració en un únic xip (microcontrolador)- Arquitectura d'un microcontrolador comercial. Els PIC de Microchip i l'arquitectura i característiques de la famíliaPIC16 / PIC18 (o d'un altre fabricant).- Seqüència de disseny (design flow) d'una aplicació. Eines de desenvolupament de Microchip: MPLAB i targetes de desenvolupament. Simulació amb el laboratori virtual Proteus-VSM.- Descripció bàsica del llenguatge assemblador.- La programació en llenguatge C per a microcontroladors. El compilador HI-TECH C Compiler o un altre equivalent. La integració a l'entorn de desenvolupament MPLAB.- Estil de programació en C segons arquitectura de màquina d'estats finits: no es dóna llibertat a l'hora de programar aplicacions, sinó que es condiciona la programació a un estil predeterminat que emula l'estructura d'una màquina d'estats finits, amb la intenció de donar continuïtat i aprofundir en els continguts dels temes anteriors (a més de facilitar la detecció d'errors i l'avaluació).- Lectura de senyals d'entrada digitals (polling i interrupcions) i activació de sortides digitals.- El comptador TIMER 0 com a rellotge per actualitzar l'estat de la FSM.- El concepte de temps real a partir de divisors de freqüència del cristall de quars.- Comparativa de la programació en C amb la programació en assemblador.- Altres subsistemes perifèrics del PIC: Interfícies per a senyals analògics: convertidors A/D i D/A; altres temporitzadors/comptadors; el mòdul PWM; el mòdul visualitzador LCD; la memòria de dades interna EEPROM; elmòdul USART de comunicació sèrie asíncrona RS232; busos síncrons de comunicació entre xips: I2C i SPI; etc. (aquests recursos no "s'explicaran" seqüencialment de la manera tradicional,sinó que s'aprendran en funció del projecte que cada grup ha de dur a terme).

Activitats vinculades:- Problemes (EX4)- Controls individuals de coneixements bàsics (IT4)- Projecte d'aplicació (PA)- e-Portafoli de grup: Com a mínim s'han de penjar en el portafoli del grup cooperatiu les solucions dels exercicis i del control, així com les millores voluntàries a realitzar després de rebre les correccions. S'ha de completar i penjar el document de reflexió.

Descripció:

MICROCONTROLADORS Dedicació: 60h





Planificació d'activitats




PROBLEMES

Descripció: Problemes o exercicis (EX), generalment de disseny d'aplicacions relacionades amb la matèria de sistemes digitals. Es treballen en grup cooperatiu i és l'activitat principal que es realitza dins i fora de l'aula així com als laboratoris. És una assignatura PBL en la qual la majoria de les sessions de problemes, laboratori i activitats dirigides estan dedicades a realitzar problemes preparats convenientment per treballar amb aquesta metodologia.En les activitats dirigides es fa incidència principalment: en la correcció dels problemes perquè els resolguin seguint les pautes de qualitat; en la tutoria i monitorització del treball en grup perquè segueixin el pla de treball establert; en la resolució de conflictes que puguin produir-se, etc. La solució dels problemes, també inclou l'anotació del temps emprat en la seva realització, la descripció i distribució de tasques entre els membres del grup, una valoració de l'exercici i la signatura de l'equip cooperatiu.

Material de suport:Material d'estudi de l'assignatura (apunts, notes de classe, exemples d'anys anteriors, etc.), simulador de circuits electrònics, i instrumentació típica de laboratori d'electrònica digital, programari i targetes d'entrenament per disseny amb PLD/FPGA i microcontroladors.

Descripció de l'entregable esperat i vincles amb l'avaluació:S'han de realitzar fins a 6 exercicis que globalment representen el 30% de la qualificació global. La solució de cada exercici, que cal carregar a la pàgina web del grup cooperatiu (ePortfolio) abans de la data límit, consistirà en un document realitzat en processador de textos seguint una plantilla determinada.La plantilla dels exercicis inclou: (1) l'enunciat del problema a resoldre, (2) les dades generals del grup, (3) la signatura dels membres del grup i la declaració de compromís, (4) l'abstract o resum, (5) el temps d'estudi que han emprat, (6) la solució proposada amb els fulls de dubtes, anotacions o feines pendents, (7) el pla de treball i distribució de tasques entre els membres del grup, (8) la graella d'avaluació, (9) llista de tòpics o continguts relacionats amb el problema, (10) la bibliografia.Els exercicis, una vegada corregits es podran millorar dins del termini establert (consulteu també el pla de treball disponible a la pàgina web en que el professor farà el seguiment de cada grup de classe). Els criteris o rúbriques de correcció es faran públics i a més es realitzaran proves d'autoavaluació i d'avaluació creuada d'exercicis entre grups cooperatius. La descripció bàsica dels problemes i les sessions en què s'han de lliurar són les següents:- EX1A: Instal·lació de programari, anàlisi, simulació i implementació en PLD de funcions lògiques senzilles usant esquemàtics i VHDL. Lliurament en finalitzar la setmana S2.- EX1B: Anàlisi, disseny, simulació i implementació en PLD ¿ FPGA de blocs combinacionals estàndard descrits amb VHDL. Lliurament en finalitzar la setmana S4.- EX1C: Disseny, simulació i implementació en CPLD o FPGA d'un sistema combinacional estructurat top-down en VHDL. Per exemple una unitat aritmètica i lògica de 8 bits o un multiplicador hardware. Lliurament en finalitzar la setmana S5- EX2: Disseny, simulació i implementació en CPLD o FPGA d'una màquina d'estats finits síncrona (FSM). Per exemple un comptador, un controlador de semàfors, un control de motor pas a pas, una interfície de teclat matricial, etc. Lliurament en finalitzar la setmana S7. - EX3: Disseny, simulació i implementació en CPLD o FPGA d'un subsistema processador d'informació (processador dedicat), amb una arquitectura basada en unitat operativa i unitat de control. Per exemple un multiplicador seqüencial, un transmissor sèrie, un rellotge de temps real, etc. Lliurament en finalitzar la setmana S9. - EX4: Disseny, simulació en Proteus-VSM i implementació en una targeta de microcontrolador PIC16/PIC18 (PICDEM 2 plus) d'una aplicació programada en C, usant l'estil FSM desenvolupat anteriorment, i emprant recursos com ara: els ports E/S, les interrupcions, i el temporitzador Timer 0 (T0). Lliurament en finalitzar la


Dedicació: 106h




setmana S12.

Llegiu la nota important de la secció "Sistema de qualificació (avaluació)" d'aquesta guia, per veure com es relacionen aquests exercicis en grup EX amb els exàmens individuals IT.

Objectius específics:L'organització de l'assignatura en PBL, determina que aquesta sigui l'activitat central per aprendre continguts i practicar competències genèriques, per tant, en acabar aquesta activitat, l'estudiant/a ha de ser capaç de:- Treballar en equip cooperatiu de manera efectiva. Cercar materials per a l'estudi autònom relacionats amb els sistemes electrònics digitals, preferentment en anglès perquè és la llengua de l'assignatura. Documentar els treballs, usant un processador de textos, eines gràfiques, correctors automàtics, gestors de projectes, ialtres eines ofimàtiques, seguint els criteris de qualitat especificats.- Interpretar la documentació de circuits integrats digitals, normalment en anglès, i comparar les famílies lògiquesi les seves característiques elèctriques més significatives. Anàlisi, simulació i disseny de funcions lògiques usant esquemes i VHDL, i aplicant programaris específics. Deduir les especificacions, taula de veritat i equacions lògiques, així com la seva representació en VHDL dels blocs combinacionals estàndard.Implementar circuits combinacionals usant dispositius lògics programables sPLD/CPLD i FPGA, generant projectes modulars top-down basats en VHDL i usant el conjunt d'eines de programari associades a la seqüència de disseny.- Deduir les especificacions, diagrames d'estat, taules de transició, diagrames de temps, així com la seva representació en VHDL, dels blocs seqüencials estàndard: latches, flip-flops, comptadors, registres, memòries. Implementar projectes de circuits combinacionals i sistemes seqüencials en el laboratori usant targetes d'entrenament i instruments propis d'un laboratori d'electrònica. Dissenyar màquines d'estat finits(FSM) mitjançant VHDL, realitzant projectes de simulació i d'implementació en xips programables PLD i FPGA.- Dissenyar, simular i implementar en PLD o FPGA un sistema digital avançat de complexitat mitjana, subsistema o perifèric, basat en una unitat operativa i una unitat de control (FSM).- Classificar els microcontroladors comercials segons la seva tecnologia i capacitat de càlcul, explicar les seves aplicacions més usuals (embedded systems) i descriure el conjunt d'eines de programari i maquinari associades alflux de disseny propi de cada fabricant.- Implementar problemes que incloguin l'ús de perifèrics i la programació a través d'interrupcions en llenguatge assemblador i C, seguint la seqüència de disseny.




CONTROLS INDIVIDUALS DE CONEIXEMENTS BÀSICSDescripció:

Exercicis individuals (IT) tipus examen o test curt per demostrar l'assoliment dels coneixements bàsics de la matèria i sobretot el bon funcionament del treball en grup, que ha de representar que tots els membres del grup aprenen correctament. És a dir, els membres d'un grup cooperatiu que treballi correctament, no ha de tenir dificultats a superar aquests controls. Atenció: Si no s'aproven aquests controls tampoc es poden aprovar els exercicis (EX)respectius en grup. Vegeu la nota escrita a la secció de "Sistema de qualificació".

Material de suport:Material d'estudi de l'assignatura i exemples d'exercicis d'anys anteriors d'assignatures amb contingut similar. Hi ha una llista de problemes preparats com a tutorials per aprendre a dominar les tècniques de disseny. Llista de conceptes i aplicacions que s'exigeix aplicar per a cadascun dels controls.

Descripció de l'entregable esperat i vincles amb l'avaluació:Fins a 4 exercicis individuals de tipus "sorpresa" distribuïts al llarg del curs i d'una durada mitjana de 45 minuts. Durant les setmanes d'emàmens hi haura una segona oportunitat per aprovar o millorar la qualificació dels controls. Exceptuant la còpia o el plagi, es pot usar qualsevol mena de recurs, llibres, portàtils, Internet, etc. per realitzarlos.Aquests controls representen un 25 % de la nota global.

Objectius específics:En acabar aquesta activitat, l'estudiant/a ha de ser capaç de:- Realitzar individualment un exercici relacionat amb la matèria aplicant-hi els conceptes específics associats a cadascun dels controls i seguint els criteris establerts.- Demostrar el grau d'exigència (o responsabilitat) individual que ha assolit mitjançant el treball cooperatiu durantel curs (si s'han seguit correctament les indicacions de com treballar en grup amb efectivitat, l'estudiant/a obté resultats comparables a la resta de membres del seu grup).

Grup gran/Teoria: 6h Dedicació: 6h




PROJECTE D'APLICACIÓ

Descripció: Disseny d'un projecte d'aplicació (PA) integrador del contingut de l'assignatura, preferentment una aplicació basada en microcontrolador PIC, tot i que es pot preveure que incorpori el disseny d'algun perifèric o mòdul auxiliar implementat en un dispositiu PLD/FPGA o també circuits analògics de condicionament de senyals.Exemples de projectes d'aquesta mena poden ser: temporitzadors, freqüencímetres, comptadors de polsos, interfícies A/D i D/A, generadors PWM, calculadores senzilles, rellotges de temps real, etc. Els requisits mínims seran els de l'exercici EX4 amb l'addició d'altres perifèrics del microcontrolador (I2C, PWM, EPROM interna, etc.).

Material de suport:Material d'estudi de l'assignatura (apunts, notes de classe, exemples d'anys anteriors, etc.), simulador de circuits electrònics, i programari i targetes d'entrenament per disseny amb microcontroladors PIC.

Descripció de l'entregable esperat i vincles amb l'avaluació:La revisió de l'informe descriptiu es realitzarà durant la setmana 13 i la presentació oral durant la setmana 13. Durant la presentació oral es podrà realitzar una prova d'avaluació creuada entre els grups cooperatius. El lliurament de la memòria definitiva de projecte es realitzarà després de la setmana 14. El projecte d'aplicació representa un 20 % de la nota global.

Objectius específics:En acabar aquesta activitat, l'estudiant/a ha de ser capaç de:- Concebre, dissenyar, simular i muntar un projecte d'aplicació basat en dispositius programables i/o microcontroladors PIC a partir d'unes especificacions inicials, presentar-lo oralment i redactar una memòria descriptiva seguint les indicacions d'una plantilla.


Dedicació: 28h




E-PORTAFOLI DEL GRUP

Descripció: Realització de la carpeta, dossier d'aprenentatge o portafoli del grup cooperatiu en el qual es mostrin evidències del treball realitzat i reflexions sobre l'aprenentatge assolit pels estudiants.Es podrà estructurar de dues formes (vegeu: http://digsys.upc.es/ed/CSD/eportfolio/balancing_cat_rev2-2x.pdf) :- (1) De forma cronològica, per tal de mostrar el procés d'aprenentatge, amb l'índex associat al contingut.Per exemple, 4 apartats, un per cada tema en què hi ha el repositori de materials i reflexions elaborats.- (2) En forma de producte final, amb índex associat a les 6 competències genèriques, que mostra per a cadascuna d'elles les evidències i reflexions associades a seu desenvolupament (obtingudes a partir dels exercicis i altres materials treballats).Hi ha sessions presencials dedicades a guiar la preparació del portafoli.Les eines a utilitzar per a la implementació del portafoli són del tipus Google docs i Google sites.La pàgina web del curs mostrarà un enllaç al portafoli de cada grup cooperatiu, de manera que tots els materials es dipositaran en obert per facilitar-ne la revisió.

Material de suport:Exercicis, problemes, controls, feedback dels professors, material trobat a la bibliografia i Internet, registres del temps d'estudi, plans de treball, fulls de reflexions i valoracions sobre l'aprenentatge, etc

Descripció de l'entregable esperat i vincles amb l'avaluació:El e-portafoli del grup cooperatiu es desenvoluparà durant el curs. Els professors donaran feedback al grup sobre el contingut. A la S9 es realitzarà una primera avaluació (eP1). El termini de lliurament de la versió definitiva del portafoli i la segona avaluació (eP2) serà la setmana 14. El e-portafoli compta com un 15 % de la nota global.

Objectius específics:En acabar aquesta activitat, l'estudiant/a ha de ser capaç de:- Editar i publicar, seguint les indicacions al respecte, un portafoli electrònic del grup de treball cooperatiu, a través del qual es mostraran: els treballs més significatius, la reflexió sobre el contingut del curs i la seva organització, i la valoració del progrés personal en relació a l'aprenentatge dels continguts i de les competències de l'assignatura.

Activitats dirigides: 1h Aprenentatge autònom: 9h

Dedicació: 10h




L'avaluació té en compte tant el treball realitzat en grup com el nivell d'aprenentatge individual i admet la millora contínuadel rendiment de l'estudiant/a en els terminis establerts (avaluació formativa). La idea bàsica del sistema és que tot el treball que fa l'estudiant compta per a la qualificació final i no existeix el típic examen final. Els conceptes en què es desglossa l'esquema d'avaluació són:

* Grup:- Treballs (45%): Els sis exercicis (EX) amb un pes total del 30% (EX1A, EX1B, EX1C, EX2, EX3, EX4); i el dossier electrònic de grup "ePortfolio" (eP) amb un pes de 15 % (eP1 (5%), eP2(10%)).

- Projecte d'aplicació (20%): La memòria del projecte (APdoc) 7,5%, i la presentació oral del projecte (APpre) 12,5%.

Nota important: Per tal d'assegurar que els grups cooperatius han realitzat les tasques vertaderament en equip, la nota assignada a cada treball EX en particular és provisional fins que no queda aprovat el control individual (IT) corresponent. És a dir, en cas que la nota provisional assolida en un EX sigui superior a "4", si l'estudiant/a no aprova el seu control individual, la seva nota per aquest EX passarà a ser un "4". La relació entre els exercicis en grup i els controls individuals és la següent: EX1A, EX1B, EX1C - IT1; EX2 - IT2; EX3 - IT3; EX4 - IT4.

* Individual:- Exàmens (25%): Tests o controls de coneixements bàsics (IT). Hi haurà 4 controls amb un pes del 6,25% cadascun, essencialment per verificar que s'ha treballat eficientment en grup. En cas de que un estudiant/a es presenti a la prova derecuperació d'algun d'aquests exàmens, l'última qualificació assolida serà la que romandrà.

- Actitud i participació (10%): Aquesta qualificació la fa el/la professor/a subjectivament valorant aspectes com ara: la implicació de l'estudiant/a en el funcionament del grup cooperatiu (es valora que tots els membres del grup obtinguin un rendiment similar); la capacitat que han demostrat per resoldre conflictes; la participació a l'aula i en les hores de consulta; la constància en l'estudi durant el curs, etc.

Sistema de qualificació

Normes de realització de les activitats

Essencialment, tal com s'ha explicat, és obligatori que cada exercici, control o qualsevol altra tasca encarregada tingui: plantejament, desenvolupament, solució i, en molts casos, verificació de la solució (la majoria de dissenys es poden i s'han de simular amb el programari de laboratori virtual i muntar en targetes d'entrenament). A més, les tasques s'han delliurar en el termini establert. A la pàgina web de l'assignatura es poden trobar exemples d'exercicis resolts seguint aquestpatró.Tots els membres del grup han d'haver participat en la realització de les activitats i han d'haver après qualsevol aspecte relacionat amb l'exercici que se signa. En cada exercici cal explicar el pla de treball i exposar la valoració que en fan el grup o els alumnes en particular.Si un/a estudiant/a d'un grup no ha participat en la resolució d'un exercici, ha de notificar-ho al/a la professor/a per tal que se li pugui encarregar un altre treball personal de les mateixes característiques.Si un/a estudiant/a no pot seguir el pla de treball establert, ha de comunicar-ho al/a la professor/a per tal que organitzi un itinerari alternatiu que també comporti la mateixa dedicació.Per realitzar qualsevol activitat, inclosos els controls individuals, es pot usar qualsevol material: notes de classe, problemes d'anys anteriors, Internet, PC's, calculadores, etc.




Bibliografia

- Bibliografia complementària: Consulteu la pàgina web de l'assignatura per una llista completa de llibres amb continguts de disseny de sistemesdigitals: http://digsys.upc.es/ed/llibres/books.html

- Pàgina web de l'assignatura (http://digsys.upc.es):Es tracta realment del portafoli electrònic de l'assignatura, on hi ha tot el material per al seguiment del curs: calendari d'activitats, agenda del grup, unitats didàctiques, problemes i controls proposats, documentació complementària a les notes de classe, plantilles de realització de projectes i exercicis, materials desenvolupats en cursos anteriors pel professorat i per l'estudiantat, documents d'interès més general: enllaços útils als manuals decomponents i fabricants; notes d'aplicació i articles tècnics; editorials, llibres i revistes; programaris, etc.

L'assignatura usa la intranet acadèmica Atenea per a la informació de caire personal de l'estudiant/a, bàsicament les qualificacions. Els estudiants lliuraran els treballs a través del seu ePortafoli desenvolupat amb Google docs / Google sites, mitjançant el qual també es vehicularà el feedback dels professors.

- Programari comercial i lliure:El programari de simulació o laboratori virtual Proteus-ISIS (llicència comercial EETAC) per dibuixar esquemes i per verificar els exercicis del Contingut I, i tots els circuits basats microcontroladors del Contingut 4.

Les eines de disseny electrònic (EDA) pròpies de cada fabricant de dispositius lògics programables PLD/FPGA i microcontroladors amb les quals es configura la seqüència de disseny (design flow) per a cada dispositiu en particular, des de la concepció del projecte fins a la verificació final. Aquestes eines són disponibles en versions gratuïtes per estudiants o bé en distribucions via web, o amb llicències per a ús exclusiu acadèmic associades a les targetes d¿entrenament.

Els programes auxiliars, generalment gratuïts a l'abast de la web, per realitzar tasques concretes: anàlisi de funcions lògiques, minimització, gravació de microcontroladors o memòries, etc.

Les eines ofimàtiques per a realitzar informes, gràfics, diagrames i presentacions de qualitat.

Les eines de disseny de webs (ePortfolio) i de compartició de fitxers per al treball en grup.

- Altres: Atenció contínua per correu electrònic de dubtes i consultes: sempre que se segueixin aquestes normes:http://digsys.upc.es/ed/Professors/Questions_e_mail.pdf

Altres recursos:

Bàsica:

Brown, S.; Vranesic, Z. Fundamentals of Digital Logic with VHDL Design. New York: Ed. McGraw-Hill International, 2005. ISBN 0072499389.

Roth, C.; Kurian, L. Digital system design using VHDL. 2a ed. Ed. Thomson International, 2008. ISBN 0495244708.

Wakerly, J. F. Digital design: principles and practices. 4a ed. Upper Saddle River: Ed. Prentice Hall, 2005. ISBN 0131863894.

Hwang, E.O. Digital logic and microprocessor design with VHDL. Ed. CL-Engineering, 2005. ISBN 0534465935.

Reese, R.B. Microprocessors, from assembly language to C using the PIC18Fxx2. Massachusetts: Ed. Da Vinci Engineering Press, 2005. ISBN 1584503785.

Palacios, E.; Remiro, F.; López, L.J. Microcontroladores PIC16F84: desarrollo de proyectos. Madrid: Ed. Ra-Ma, 2004. ISBN 8478976000.




Digital SystemsEnllaç web

http://digsys.upc.es

300022 - CSD - Circuits i Sistemes Digitalsdigsys.upc.edu/ed/CSD/units/CSD_acord.pdf6. GESTIÓ DE...

Documents

Transcript of 300022 - CSD - Circuits i Sistemes Digitalsdigsys.upc.edu/ed/CSD/units/CSD_acord.pdf6. GESTIÓ DE...