Guía docente

Programa

(Tiempo dedicado aproximado entre paréntesis)

Bloque 1: Circuitos electrónicos y familias lógicas

• 1. Introdución (1h)

  •  Electrónica digital. Programa. Actividades. Metodología. Evaluación. Calendario. Información práctica.
• 2. Circuitos electrónicos y familias lógicas (3h)
  • Cargas, corriente y tensión eléctrica. Dispositivos electrónicos básicos. Teoría de circuitos. Semiconductores. Analógico vs digital. Puertas y operadores lógicos. Parámetros eléctricos y dinámicos. Familias lógicas.
• 3. Codificación digital (4h)
  • Unidades digitales. Números binarios. Codificación binaria.

Bloque 2: Aplicaciones combinacionales

• 4. Circuitos combinacionales (6h)
  • Funciones lógicas. Álgebra de Boole. Minimización de expresiones. Diseño de circuitos combinacionales. Inespecificaciones. Análisis funcional. Análisis temporal.
• 5. Lenguajes de descripción de hardware (2h)
  • Tipos de descripción. Introducción a Verilog. Bancos de pruebas y simulación. Síntesis lógica automática. FPGA.
• 6. Subsistemas combinacionales (4h)
  • Perspectiva de sistemas. Características generales de los subsistemas. Decodificadores. Multiplexores. Demultiplexores. Codificadores de prioridad. Convertidores de códigos. Comparadores.
• 7. Unidades aritméticas y lógicas (4h)
  • Aritmética binaria. Circuitos sumadores básicos. Sumador de magnitudes. Números binarios con signo. Sumador de números con signo: desbordamiento. Sumador/restador. ALU.

Bloque 3: Aplicaciones secuenciales

• 8. Circuitos secuenciales síncronos (6h)
  • Circuitos biestables. Máquinas de estados finitos (FSM) y circuitos secuenciales síncronos (SSC). Diseño de SCC. Análisis de SSC.
• 9. Subsistemas secuenciales (6h)
  • Registros. Contadores. Diseño con subsistemas secuenciales.

Bloque 4: Aplicaciones de memoria

• 10. Memorias semiconductoras (4h)
  • Concepto de memoria y jerarquía. Memorias semi-conductoras. Memorias de sólo lectura (ROM). Memorias de lectura-escritura (RAM). Asociación de memorias. Tipos especiales de memorias.

Bibliografía

Bibliografía general (disponible en línea)

• Introduction to Logic Circuits & Logic Design with Verilog. Brock J. LaMeres. - Disponible en líneas para miembros de la US. Trata los contenidos de la asignatura a un nivel similar al usado en clase y con una organización también similar. Incluye la representación de circuitos en lenguaje Verilog.
• Estructura y Tecnología de Computadores. A. Molina et al. - Trata los contenidos de la asignatura a un nivel similar al usado en clase y con una organización también similar.
• Fundamentos de Sistemas Digitales, 9ª edición. Thomas L. Floyd - Libro clásiso de electrónica digital. Trata los contenidos de la asignatura con una mayor profundidad y detalle, e incorpora contenidos adicionales. Buena referencia para ampliar conocimientos.
• Electrónica Digital. Tomás Pollán - Libro clásico. Describe en profundidad los contenidos de la asignatura y contenidos adicionales.

Bibliografía específica (disponible en línea)

• curso-verilog.v. Jorge Juan-Chico. - Curso de Verilog basado en ejemplos.
• Verilog HDL Quick Reference Guide, based on the Verilog-2001 Standard. Stuart Sutherland. Tualatin, OR, 2001. ISBN: 1-930368-03-8.
• Apuntes Representación Binaria de Números Enteros en Complemento a 2. Jorge Juan-Chico

Metodología

El curso se organiza en torno a las siguientes actividades:

• Clases teóricas: exposición de conceptos y ejemplos.

• Clases prácticas: propuesta y resolución de ejercicios prácticos.

• Clases de laboratorio: implementación y testado de circuitos.

• Trabajos voluntarios individuales o en grupo.

• Tutorías: consulta de dudas, guía del profesor, etc.

Estas actividades son complementadas con el tiempo de trabajo personal del alumno fuera de clase y con actividades de evaluación. La actividad correspondiente a cada sesión de clase será publicada en el calendario de actividades del grupo.

La metodología propuesta tiene como objetivo hacer una evaluación lo más continua posible de los alumnos, en la medida de los recursos disponibles, con objeto de que los alumnos adquieran los conocimientos y habilidades necesarios de forma gradual y distribuyan el esfuerzo de aprendizaje durante la duración del curso, con objeto de faciliar la superación de la materia.

Clases de teoría

Durante las clases de teoría, el profesor explicará los conceptos del tema a tratar con ejemplos e información adicional. El alumno deberá complementar la información esquemática suministrada en las diapositivas de clase con los detalles y contenidos explicados por el profesor en clase.

Los alumnos deben revisar el contenido del material de clase antes de las clases teóricas para familiarizarse con los conceptos que se van a explicar.

Clases prácticas

Con cada cada unidad (aproximadamente) el profesor publicará una colección de varios ejercicios prácticos para ser resueltos por los estudiantes. Estos ejercicios son la "tarea" recomendada para la unidad en cuestión y tratan sobre las habilidades fundamentales que es necesario adquirir durante la unidad. Los alumnos deben trabajar en estos ejercicios tan pronto como sean publicados y deben intentar resolverlos por si mismos.

Las dudas sobre la tarea propuesta serán en las clases prácticas y en tutorías. Estas clases prácticas estarán dedicadas principalmente a resolver las dudas sobre la tarea propuesta y a explicar las técnicas de resolución a aplicar en la tarea propuesta y problemas similares.

Con cada unidad, el profesor podrá proponer ejercicios adicionales de realización voluntaria para amplicar conocimientos.

Aparte de la tarea asignada por el profesor, el alumno dispone de colecciones de ejercicios adicionales (boletines de problemas) con objeto de mejorar su destreza en la resolución de problemas.

Clases de laboratorio

Las sesiones de laboratorio están dedicadas principalmente a implementar y probar el funcionanmiento de circuitos electrónicos digitales. Las actividades de laboratorio siguen las siguientes reglas:

• El ejercicio a realizar en el laboratorio será publicado con suficiente antelación.

• El estudiante deberá traer una copia del ejercicio a clase y realizar las actividades de preparación que el ejercicio requiera, en su caso, antes de la sesión de laboratorio (estudio teórico, etc.).

Tutorías

El alumno cuenta con la ayuda del profesor para resolver sus dudas sobre los contenidos de la asignatura, las tareas y los trabajos propuestos. Las tutorías con el profesor pueden realizarse:

• En persona durante las horas de tutoría y en el lugar designado por el profesor o profesores de la asignatura.
• Consultas telemáticas por los canales que proponga el profesor: correo electrónico, listas de correo, enseñanza virtual, foros, etc.

Las consultas o dudas puntuales pueden ser resultas mediante correo electrónico empleando la lista de correo o medio equivalente puesta a disposición del grupo. Cualquier consulta o duda enviada por correo electrónico personal al profesor y que éste considere de interés general para el grupo, podrá ser reenviada a la lista de correo o medio equivalente del grupo para un mejor aprovechamiento de la acción de tutoría.

Los alumnos podrán usar la lista de correo del grupo o medio equivalente para colaborar en los temas relacionados con la asignatura. Esta colaboración es libre y puede incluir responder a dudas de otros alumnos o aportar información que se considere útil para la preparación de la asignatura.

Evaluación

Existen dos métodos para evaluar la asignatura y obtener una calificación final: evaluación continua y evaluación mediante examen final.

Evaluación continua

La evaluación continua se realiza durante el periodo de impartición de clases. La evaluación se divide entre la evaluación de actividades teóricas y prácticas, y evaluación de laboratorio. La evaluación de teoría y prácticas (TP) tiene cuatro partes con los porcentajes siguientes:

• Tests de teoría: 30%
• Pruebas prácticas individuales: 60%
• Asistencia a pruebas/entrega de trabajos y tareas: hasta 10%
• Trabajos voluntarios: hasta 10%

Tests de teoría

Tras cada unidad (aproximadamente) se evaluará la comprensión de los contenidos teóricos y prácticos de la asignatura mediante una prueba tipo test consistente en 10 preguntas con cuatro respuestas propuestas de las cuales sólo úna es correcta. El alumno deberá elegir la respuesta que cree correcta o no elegir ninguna.

Cada respuesta correcta suma 1 punto y cada respuesta incorrecta resta 1/3 de punto a la prueba. Cada test obtendrá una calificación entre 0 y 10 puntos. La calificación final de teoría se obtendrá de una media ponderada de las calificaciones de los tests. Podrá exigirse una calificación mínima en cada test de teoría para obtener una calificación final.

Los tests de teoría se realizarán en horario de clase en los días indicados en el calendario del grupo.

Ejercicios prácticos

Tras cada una o varias unidades se realizará una prueba de resolución de uno o varios ejercicios prácticos que cada alumno debe resolver de forma individual y que será calificado por el profesor. El ejercicio será de temática similar a los ejemplos explicados en clase y a los ejercicios contenidos en la tarea del tema correspondiente.

Cada ejercicio será corregido y evaluado en función de las competencias que desarrolle. La calificación final de ejercicios prácticos se obtendrá de una media ponderada de las calificaciones de los ejercicios o las competencias desarrolladas en los mismos. Podrá exigirse un grado de destreza mínimo en ejercicios o competencias específicos considerados fundamentales. Durante el curso habrá al menos dos oportunidades para superar las competencias o ejercicios fundamentales.

Los ejercicios prácticos se realizarán en horario de clase en los días indicados en el calendario del grupo.

Trabajos voluntarios

Durante el curso se propondrán trabajos voluntarios a realizar de forma individual o en grupo. La calificación de trabajos voluntarios se obtendrá en función del número de trabajos realizados correctamente y la entidad de los mismos, siendo posible la propuesta de trabajos por parte de los alumnos.

Asistencia a pruebas y entrega de trabajos y tareas

Se podrá valorar la asistencia a las pruebas teóricas y prácticas independientemente de la calificación obtenida en las mismas, siempre que el alumno demuestre una mínima implicación en estas actividades.

Laboratorio

La evaluación de laboratorio tendrá en cuenta:

• La solución y explicación elaborada por el alumno como trabajo previo a la sesión de laboratorio, en caso de que se pida.
• La competencia del alumno para resolver con éxito el ejercicio práctico propuesto en el laboratorio.
• El rigor, exactitud y claridad en las soluciones propuestas.

Cada ejercio de laboratorio será calificado con una nota ente 0 y 10. La nota final laboratorio (L) se obtendrá como el valor medio de las notas de todos los ejercicios de laboratorio.

Calificación final de la evaluación continua

La calificación final de evaluación continua será evaluada siempre que el alumno obenga una calificación mínima de 5 puntos en teoría y problemas (TP) y laboratorio (L). En este caso, la calificación final de evaluación continua se calculará como:

FC = 0,8 TP + 0.20 L

Para aprobar la asignatura será necesario obtener una calificación final de al menos 5 puntos.

Evaluación mediante examen final

Con cada convocatoria oficial de la asignaturase propondrá un examen de teoría y ejercicios prácticos que será calificado con una nota de 0 a 10 (TP). También se propondrá un examen de laboratorio calificado con una nota de 0 a 10 (L).

La calificación final se evaluará siempre que el alumno tenga un mínimo de 5 puntos en la calificación de teoría y ejercicios (TP) y de laboratorio (L). En este caso, la calificación final será calculada como:

F = 0,80 TP + 0,20 L

El alumno podrá usar la calificación de teoría y problemas (TP) obtenida durante la evaluación por curso en el mismo año académico.

Para aprobar la asignatura será necesario obtener una calificación final de al menos 5 puntos.

Fraude académico

La metodología empleada trata de proporcionar al alumno un sistema abierto y flexible para superar los objetivos de la asignatura. Esta flexibilidad existe gracias a que el profesor confía en que los alumnos tratarán de comprender los contenidos y realizar las actividades mediante su propio esfuerzo, bien mediante su trabajo individual o en grupo. Cualquier ruptura de esta confianza será considerada fraude académico. Esto incluye, entre otros supuestos:

• Pretender ser el autor de cualquier documento elaborado por otra persona: solución de ejercicios, trabajo previo o durante el laboratorio, respuestas de tests, etc.

• Pretender ser coautor de cualquier documento o trabajo elaborado en grupo en la que el alumno no ha participado activamente.

• Producir cualquir documento, prueba o ejercicio en el que la autoría real del mismo haya sido omitida o alterada en alguna forma.

• Compartir o recibir cualquier tipo de información no expresamente autorizada por el profesor durante las actividades individuales como test de teoría, pruebas prácticas, ejercicios de laboratorio, etc.

Cualquier tipo de fraude académico realizado durante cualquier actividad de evaluación continua provocará automáticamente la suspensión de la opción de evaluación continua para el o los estudiantes implicados.

Cualquir tipo de actividad que pueda constituir fraude académico será comunicada a la comisión docente correspondiente del Departamento o Centro con objeto de que se tomen las medidas disciplinarias que correspondan.

Recomendaciones para el seguimiento de la asignatura

Estas son algunas recomendaciones que el alumno debe seguir para optimizar el tiempo dedicado a la asignatura y la superación de los objetivos de la misma. Si bien el seguimiento de estas recomendaciones no garantiza su superación, el no seguimiento de las mismas hara que difícilmente el alumno pueda superar la asignatura con éxito, especialmente durante la evaluación por curso.

• La asignatura está organizada de forma que prácticamente cada semana hay actividades a realizar: lectura de diapositivas, tareas, preparación de tests, trabajos previos de laboratorio, etc. Comience a trabajar en estas tareas tan pronto sean publicadas para tener tiempo de finalizarlas a tiempo y de preguntar al profesor las dudas que puedan surgir mediante las actividades de tutoría.

• Resolver la tarea propuesta con cada unidad en forma de ejercicios es la mejor forma de preparar las pruebas prácticas de evaluación continua. Probablemente necesite la ayuda del profesor para resolver algunos de los ejercicios propuestos por lo que debe comenzar a trabajar en la tarea tan pronto sea publicada, incluso si todavía no se ha impartido la materia necesaria para poder resolver las dudas a tiempo antes de las pruebas prácticas.

• Si dispone de tiempo, realice los ejercicios voluntarios que pueda proponer el profesor. Éste es un buen método para aprender contenidos más amplios y mejorar la calificación final obtenida en la asignatura y compensar posibles malas puntuaciones en pruebas previas.

• Se recomienda el trabajo en grupo para resolver las tareas y estudiar los contenidos teóricos de la asignatura. También se recomienda la asistencia en grupo a las tutorías presenciales. En caso de asistencia a tutorías en grupo se recomienda concertar una cita previa con el profesor para asegurarse de que se dispondrá del tiempo necesario para resolver todas las dudas.

• Use la lista de correo del grupo o mecanismo equivalente para hacer preguntas sobre la asignatura y resolver dudas puntuales. Es la forma más rápida de conseguir la asistencia del profesor y todos los estudiantes se ven beneficiados por la pregunta y la respuesta.