Jimenez Naharro, Raul

Lopez De Ahumada Gutierrez, Rafael

Lógica programable

Máquinas de estados algorítmica

Arquitectura Controlador-Procesador

Lenguajes de Descripción de Hardware. Aplicaciones y soluciones

Programmable Logic

Algorithm State Machines

Controller-Procesor Architecture

Hardware Description Languages. Applications and Solutions

La asignatura se enmarca en el tercer curso del Grado de Ingeniería Informática en la especialidad de Ingeniería de Computadores. Esta asignatura aportará al alumno una visión diferente de la programación, tratando directamente con el hardware; es decir, tratará sobre la programación hardware en lugar de la programación software.

Para ello se utilizará un dispositivo de propósito general (equiparable al procesador en la programación software), que será un dispositivo hardware programable.

Para que el aprovechamiento de la asignatura sea máximo, se recomienda que el alumno tenga:

• Conocimientos básicos sobre Electrónica Digital
• Conocimientos básicos sobre VHDL.

Esta asignatura tiene como objetivo fundamental mostrar al alumno una nueva visión de los sistemas informáticos, así como la opción de programar directamente el hardware en lugar del software. Para ello se estudiarán y analizarán diferentes alternativas de sistemas hardware programables, tomando los dispositivos FPGA como medio de programación.

CE1-IC – Capacidad de diseñar y construir sistemas digitales, incluyendo computadores, sistemas basados en microprocesador y sistemas de comunicaciones.

En las sesiones teóricas se presentarán los conocimientos de forma clara y concisa, apoyándose en el material suministrado, así como bibliográfico. Las sesiones tendrán una duración de 1,5h y 1,00h, impartiéndose un total de 22h. Estas sesiones serán impartidas en el formato de clase magistral participativa, tratándo de dar a esta última carcterística (la participación) un énfasis elevado. Estas sesiones serán complementadas con conferencias y seminarios.

En las sesiones de problemas se afianzarán los conocimientos vistos en las sesiones teóricas, así como mostrar ejemplos de aplicación de los mismos. Cada sesión tendrá una duración de 1,5h, impartiéndose un total de 18h. En estas sesiones se seleccionarán un conjunto de problemas para que los alumnos los trabajen y entreguen posteriormente para se evaluación. Luego estas sesiones se impartirán utilizando básicamente dos metodologías diferentes: resolución de problemas y ejercicios prácticos (para el caso de los ejercicios tratados conjuntamente por toda la clase); y planteamiento, realización, tutorización y presentación de trabajos (para trabajos realizados en forma de tareas, cuyo objetivo será su realización y presentación de resultados a toda la clase).

En las sesiones de laboratorio, el alumno tendrá contacto real con el material que utilizaría en un entorno profesional. Cada sesión tendrá una duración de 1,5h, impartiéndose un total de 20h, concentrándose al final del cuatrimestre. En el laboratorio se trabajará en grupos reducidos de 16 alumnos, repartiéndose dos alumnos por puesto. La realización de las prácticas se considerará finalizada con la entrega de una memoria explicativa en la que se incluirá los detalles más significativos de la misma. Estas sesiones serán impartidas utilizando la metodología de desarrollo de prácticas en laboratorios especializados.

Fuera de las actividades presenciales, el profesor está a disposición de los alumnos para la resolución de dudas en el formato de tutorías. Dichas tutorías serán individualizadas cuando la duda sea puntual de un alumno, o colectivas cuando la duda sea colectiva de un grupo de alumnos. Dependiendo de dicho número, el profesor atnderá a los alumnos en su propio despacho, o se buscará un espacio mayor cuando el número de alumnos así lo requiera.

Finalmente, se utiliará la metodología de evaluaciones y exámenes para calificar las competencias de los alumnos. Dicha metodología será expuesta en mayor detalle en el apartado de mecanismos de evaluación.

************** BLOQUE I: SISTEMAS PROGRAMABLES *****************

1. INTRODUCCIÓN A LA PROGRAMACIÓN HARDWARE

• Introducción
• Diferencia entre programación software y hardware
• Motivación de la programación hardware
• Clasificación de dispositivos programables

2. DISPOSITIVOS PROGRAMABLES

• Introducción
• Mecanismos de programación hardware
• Arquitectura básica de FPGAs
• Cores avanzados en FPGAs

************** BLOQUE II: ESTRATEGIAS DE PROGRAMACIÓN *****************

3. FLUJO DE DISEÑO CABLEADO

• Introducción
• Descripción
• Verificación formal
• Mapeado y dimensionado de componentes
• Conexión de componentes
• Conocimientos VHDL

4. FLUJO DE DISEÑO PROGRAMADO

• Introducción
• Diagramas de descripción
• Mapeado y dimensionado de componentes
• Conexión de componentes
• VHDL avanzado

************** BLOQUE III: APLICACIONES *****************

5. APLICACIONES CABLEADAS

• Comportamiento
• Arquitectura
• Planificación

6. APLICACIONES BASADAS EN PROCESADORES EMPOTRADOS

• Comportamiento del sistema
• Tareas del sistema
• Arquitectura HW-SW
• Componente SW
• Componentes HW

G. De Michelle, SYNTHESIS AND OPTIMIZATION OF DIGITAL CIRCUITS, McGraw-Hill, 1994

W. Wolf, MODERN VLSI DESIGN: SYSTEM-ON-CHIP DESIGN, Prentice-Hall, 2002

A.J. Acosta, A. Barriga, M.J. Bellido, J. Juan, M. Valencia, TEMPORIZACIÓN EN CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES

CMOS, Marcombo, 2000

P.J. Ashenden, VHDL COOKBOOK, http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/vhdl/doc/cookbook/VHDL-Cookbook.pdf

DOCUMENTACIÓN DE XILINX, http://www.xilinx.com

Sistema de Evaluación Continua

Convocatoria ordinaria I

Debido a que la orientación de la asignatura es eminentemente práctica, se va a primar dicha parte. Por lo tanto, la configuración de la calificación final del alumno será de la siguiente forma:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación. La nota mínima de cada parte será de un 40%.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante la presentación de informes escritos sobre el desarrollo de las mismas. Esta parte estará incluida en la realización de trabajos. La nota mínima será de un 40%.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5,CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante la exposición en clase de los trabajos propuestos para cada grupo. Esta parte estará incluida en la realización de trabajos. La nota mínima será de un 40%.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se compondrán de cuestionarios y lecciones habilitadas en la plataforma moodle. La nota mínima será de un 40%.

Como las tareas y las prácticas serán realizadas en grupos, el examen teórico-práctico (de realización individual) contará con mecanismos para determinar el aprovechamiento de las prácticas y tareas de cada alumno. Por lo tanto, dicho mecanismo será utilizado para realizar una ponderación del 30% relativo a las prácticas y tareas.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.

Convocatoria ordinaria II

Debido a que la orientación de la asignatura es eminentemente práctica, se va a primar dicha parte. Por lo tanto, la configuración de la calificación final del alumno será de la siguiente forma:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación. La nota mínima de cada parte será de un 40%.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante la presentación de informes escritos sobre el desarrollo de las mismas. Esta parte estará incluida en la realización de trabajos. La nota mínima será de un 40%.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5,CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante la exposición en clase de los trabajos propuestos para cada grupo. Esta parte estará incluida en la realización de trabajos. La nota mínima será de un 40%.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se compondrán de cuestionarios y lecciones habilitadas en la plataforma moodle. La nota mínima será de un 40%.

Como las tareas y las prácticas serán realizadas en grupos, el examen teórico-práctico (de realización individual) contará con mecanismos para determinar el aprovechamiento de las prácticas y tareas de cada alumno. Por lo tanto, dicho mecanismo será utilizado para realizar una ponderación del 30% relativo a las prácticas y tareas.

Este sistema se podrá aplicar siempre y cuando la realización de trabajos (30%) y el seguimiento individual del estudiante (10%) hayan sido realizados durante el curso correspondiente a la convocatoria en cuestión.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.

Convocatoria ordinaria III

Debido a que la orientación de la asignatura es eminentemente práctica, se va a primar dicha parte. Por lo tanto, la configuración de la calificación final del alumno será de la siguiente forma:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación. La nota mínima de cada parte será de un 40%.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante la presentación de informes escritos sobre el desarrollo de las mismas. Esta parte estará incluida en la realización de trabajos. La nota mínima será de un 40%.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5,CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante la exposición en clase de los trabajos propuestos para cada grupo. Esta parte estará incluida en la realización de trabajos. La nota mínima será de un 40%.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se compondrán de cuestionarios y lecciones habilitadas en la plataforma moodle. La nota mínima será de un 40%.

Como las tareas y las prácticas serán realizadas en grupos, el examen teórico-práctico (de realización individual) contará con mecanismos para determinar el aprovechamiento de las prácticas y tareas de cada alumno. Por lo tanto, dicho mecanismo será utilizado para realizar una ponderación del 30% relativo a las prácticas y tareas.

Este sistema se podrá aplicar siempre y cuando la realización de trabajos (30%) y el seguimiento individual del estudiante (10%) hayan sido realizados durante el curso anterior a la convocatoria en cuestión.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.

Convocatoria extraordinaria

En el caso de la convocatoria extraordinaria, el estudiante sólo se podrá acoger a la evaluación única final.

Sistema de Evaluación Única Final

Convocatoria ordinaria I

Dicho sistema estará compuesto por las siguientes pruebas:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante un examen de las mismas en el laboratorio.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se realizará mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.

La nota mínima de cada sección será de un 40%.

Como se indica en la normativa de evaluación de la Universidad de Huelva, aquellos alumnos que deseen utilizar el sistema de evaluación único deberán solicitarlo (vía email de la UHU) al docente de la asignatura en las dos primeras semanas de clase.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.

Convocatoria ordinaria II

Dicho sistema estará compuesto por las siguientes pruebas:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante un examen de las mismas en el laboratorio.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se realizará mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.

La nota mínima de cada sección será de un 40%.

Como se indica en la normativa de evaluación de la Universidad de Huelva, aquellos alumnos que deseen utilizar el sistema de evaluación único deberán solicitarlo (vía email de la UHU) al docente de la asignatura en las dos primeras semanas de clase.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.

Convocatoria ordinaria III

Dicho sistema estará compuesto por las siguientes pruebas:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante un examen de las mismas en el laboratorio.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se realizará mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.

La nota mínima de cada sección será de un 40%.

Como se indica en la normativa de evaluación de la Universidad de Huelva, aquellos alumnos que deseen utilizar el sistema de evaluación único deberán solicitarlo (vía email de la UHU) al docente de la asignatura en las dos primeras semanas de clase.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.

Convocatoria extraordinaria

Dicho sistema estará compuesto por las siguientes pruebas:

• Examen de teoría/problemas: 60% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG02, CG03, CG04, T02). Este examen se compondrá de un tipo test con 20 preguntas (que corresponderá al 20%) y un examen teórico-práctico compuesto por problemas (que corresponderá al 40%); formando ambos el 60% destinado a esta parte de la evaluación.
• Defensa de prácticas: 20% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de las prácticas se realizarán mediante un examen de las mismas en el laboratorio.
• Defensa de trabajos e informes escritos: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). La defensa de los trabajos se realizarán mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.
• Seguimimento individual del estudiante: 10% (Se evaluarán las competencias CE1-IC, CB4, CB5, CG0, CG02, CG03, CG04, T02). Esta parte se realizará mediante preguntas específicas en el examen de teoría/problemas.

La nota mínima de cada sección será de un 40%.

CRITERIOS PARA LA OBTENCIÓN DE LA MENCIÓN DE “MATRÍCULA DE HONOR”. La mención de “Matrícula de Honor” podrá ser otorgada a aquellos alumnos que han superado una calificación del 95% en cada uno de los criterios de evaluación (examen de teoría/problemas, defensa de prácticas y defensa de trabajos e informes escritos).

En el caso de que haya que desempatar porque existan más alumnos que uedan optar a la mención de “Matrícula de Honor” que posibles menciones, las menciones serán otorgadas a los alumnos que obtengan una mayor puntuación en el examen de teoría/problemas, y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de prácticas; y si todavía hay empate, los que obtengan una mayor puntuación en la defensa de trabajos e informes escritos.