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Sistemas Embebidos Basados en FPGAs para Instrumentación, 2011

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Autores: Marta Portela García, Marta Ruiz Llata, Guillermo Carpintero del Barrio
Esta asignatura presenta al alumno las últimas tendencias en el desarrollo de sistemas digitales basados en microprocesadores, fundamentalmente enfocados a aplicaciones de instrumentación. El curso demuestra la potencia que ofrecen los sistemas digitales basados en microcontrolador empotrados en FPGAs para la adquisición y procesado de la información adquirida por distintos tipos de sensores, para el desarrollo de interfaces de usuario y para la implementación de distintos protocolos de comunicaciones con otros dispositivos. En primer lugar, se realiza un repaso de la arquitectura de un procesador. A continuación se introducen las técnicas digitales que se pueden emplear en instrumentación electrónica una vez que las señales han sido digitalizadas, estableciendo la importancia de la arquitectura del hardware en la ejecución de los algoritmos. El énfasis de este curso se centra en los sistemas basados en microprocesadores empotrados en FPGAs, que ofrecen la posibilidad de un diseño flexible integrando a demanda únicamente los periféricos necesarios y la posibilidad de aceleración por hardware. El curso tiene una componente práctica muy importante. Para ello se toma un microcontrolador empotrado de referencia y se dota al alumno de un conocimiento específico mediante ejercicios prácticos (“hands-on”), en los que cada alumno hace uso de las herramientas de desarrollo necesarias y una tarjeta de prototipos para FPGAs.
Imagen del curso

PORTELA GARCÍA, MARTA
RUIZ LLATA, MARTA
CARPINTERO DEL BARRIO, GUILLERMO

Departamento de Tecnología Electrónica.
Universidad Carlos III de Madrid.

Área de Tecnología Electrónica.

Programa de Máster en Ingeniería Eléctrica, Electrónónica y Automática.

Diciembre de 2011

Imagen cortesía de la UC3M.

La carga de la asignatura equivale a 6 créditos ECTS.
La asignatura se reparte en 18 horas lectivas de teoría y 24 horas en sesiones de laboratorio.

 

PRERREQUISITOS Y CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS

Se asumen conocimientos de programación y de electrónica digital.

 

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ASIGNATURA

El objetivo del curso es dotar al alumno de un conocimiento estructurado y de una metodología de diseño de sistemas embebidos en aplicaciones de instrumentación. Para ello:

Se repasan los fundamentos de microprosadores y microcontroladores y de dispositivos lógicos programables.

Se estudian las técnicas básicas de procesamiento digital de señal en instrumentación y las interfaces de usuario y de comunicación de este tipo de sistemas.

Finalmente se aborda de forma práctica el manejo de las herramientas de desarrollo (HW, IP y SW) para microcontroladores empotrados en FPGAs.

 

 

OBJETIVOS: CONOCIMIENTOS Y CAPACIDADES

Tras superar la asignatura el alumno será capaz de:

Conocer las características básicas de un microcontrolador empotrado en FPGA.

Manejar las herramientas de desarrollo necesarias y desarrollar aplicaciones básicas sobre un entorno de desarrollo integrado usando boques IP para la configuración del hardware y lenguaje C para la programación del microcontrolador.

Abordar el diseño de un sistema digital basado en microprocesadores empotrados por diferentes caminos, tanto a nivel de hardware como de software, y evaluar la opción más conveniente según unas especificaciones de partida.


 

MATERIAL DOCENTE

El material docente publicado consta de unidades didácticas y problemas de cada tema, más un guión de prácticas en el que se exponen las especificaciones de un proyecto y los pasos a seguir por el alumno para su implementación práctica.

 

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN O TAREAS PRÁCTICAS

Trabajos individuales (30 % de la calificación final). Ejercicios propuestos semanalmente en las clases de teoría.
Evaluación práctica de un proyecto de instrumentación basado en microprocesador (70% de la nota). Se avalua la funcionalidad del prototipo desarrollado y la documentación aportada..

 

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