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Sistemas Digitales
| Código Asignatura: |
1924
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| Nº Créditos ECTS: |
6
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| Tipo: |
Obligatoria
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| Duración: |
Semestral
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| Idioma: |
Castellano
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| Plan de estudios: | ||
| Profesor(es): | ||
| Año académico: |
2023-24
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La información sobre los datos de contacto y el horario de tutorías se encuentra publicada en el aula virtual de la asignatura.
Descripción
Sistemas Digitales es una asignatura obligatoria que consta de 6 créditos y que pretende dotar al estudiante de conceptos sobre los que se asienta el diseño de microprocesadores y microcontroladores.
Estos sistemas se encuentran en todos los sistemas de comunicaciones, formando parte de la cadena de transmisión y recepción, ya sea en sus elementos terminales, como en otros sistemas intermedios que contribuyan a la generación, detección, procesado de la señal, etc.
En la segunda parte, se estudian las diferencias entre varios tipos de sistemas digitales, principalmente entre microprocesadores y microcontroladores, para finalizar dando un repaso al estado de la tecnología con sistemas complejos como las FPGA y los DSP.
Para ilustrar los conceptos explicados en la asignatura, se propone a los alumnos la realización de prácticas con sistemas simulados y sistemas reales basados en el IDE de programación Arduino y en un microcontrolador compatible con el mismo, junto con hardware electrónico básico, para la realización de un pequeño proyecto de sistema digital real.
Antes de matricular la asignatura, verifique los posibles requisitos que pueda tener dentro de su plan. Esta información la encontrará en la pestaña "Plan de estudios" del plan correspondiente.
Competencias generales
- Capacidad para aprender nuevos métodos y tecnologías y adaptarse con versatilidad a nuevas situaciones, gracias al conocimiento de materias básicas y tecnologías de telecomunicaciones.
- Capacidad para realizar mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes planificación de tareas y otros trabajos análogos en su ámbito específico de la telecomunicación.
Competencias específicas
- Capacidad de análisis y diseño de circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos, y de utilización de microprocesadores y circuitos integrados.
- Capacidad para conocer y aplicar los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.
Competencias transversales
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Capacidad de organización y planificación.
- Resolución de problemas.
- Aprendizaje autónomo.
- Creatividad.
Resultados del aprendizaje
- Comprensión de la estructura de los microprocesadores: CPU, memoria y periféricos de entrada/salida.
- Saber usar el juego de instrucciones y el lenguaje máquina.
- Capacidad de usar lenguajes de descripción hardware.
Metodología
Durante el desarrollo de la asignatura se realizarán actividades prácticas que permitan adquirir las competencias y resultados de aprendizaje necesarios para la superación de la asignatura. Dichas actividades prácticas se coordinarán desde el Aula de Laboratorio de la asignatura.
Con objeto de evaluar la adquisición de las competencias y resultados de aprendizaje de carácter práctico, es necesario que el estudiante realice en esta asignatura prácticas de laboratorio que requieren presencialidad. En el cronograma semestral de la asignatura se indicará la fecha y lugar de realización, así como el proceso de evaluación específico para esta asignatura.
Dedicación requerida
La dedicación requerida para esta asignatura de 6 créditos ECTS es de 150 horas, que se encuentran distribuidas de la siguiente manera:
- Estudio de las Unidades Didácticas: 45 h.
- Material complementario. Lectura de art./Visionado de vídeos en web: 7,5 h.
- Supuestos, Casos prácticos y/o prácticas de laboratorio: 21,5 h.
- Prácticas de laboratorio telepresenciales síncronas: 23 h.
- Prácticas de laboratorio presencial: 8 h.
- Búsqueda de información: 22,5 h.
- Redacción o realización de informes: 7,5 h.
- Acción tutorial: 7,5 h.
- Evaluación: 7,5 h.
Tutorías
El profesor aporta un seguimiento individualizado de la actividad del estudiante para asegurar las mejores condiciones de aprendizaje mediante la tutorización a través de las herramientas de la plataforma educativa y/o de las tutorías telefónicas. En estas tutorías los estudiantes pueden consultar a los profesores las dudas acerca de la materia estudiada.
Materiales didácticos
Para el desarrollo del aprendizaje teórico sobre el que versará el examen final se ha seleccionado el siguiente manual, a partir del cual se estudiarán las unidades didácticas que se corresponden con la descripción de los contenidos de la asignatura:
Manual de la asignatura:
Prieto, et al. Manual de Sistemas Digitales. Ed.: UDIMA, 2016.Además, se recomienda la siguiente bibliografía de consulta voluntaria:
- Stalling, W. (2006) Organización y arquitectura de computadores. Ed.: Prentice-Hall.
- Hennessy, J. Y Patterson, D. (2007) Computer Architecture. A Quantitative Approach. Ed.: Morgan Kaufmann.
- Blanco, V. M., & Cruz, R. F. (2013) Tratamiento digital de señales. España: Servicio de Publicaciones. Universidad de Alcalá.
- Tokheim, R. L. (2000) Electrónica digital: principios y aplicaciones (7a. ed.): principios y aplicaciones. Ed.: McGraw-Hill España.
- Domínguez, C. C. D. (2000) Introducción a Software Radio. Ed.: El Cid Editor.
- Prieto, E. A., Lloris, R. A., & Torres, C. J. C. (2006) Introducción a la informática (4a. ed.). Madrid, ES. Ed. McGraw-Hill España.
- Gallego, E. (2014) Empezando con arduino UNO (3º ed.) Complubot, Alcalá de Henares, ES.
Para el desarrollo del aprendizaje práctico de la asignatura, se empleará software de simulación de microprocesadores y microcontroladores, así como el entorno de desarrollo Arduino IDE.
Además, los estudiantes recibirán un kit de diseño de sistemas microcontrolados basado en Arduino para la realización de casos prácticos, y emplearán el instrumental adecuado en las actividades de laboratorio presencial.
Finalmente, el profesor podrá poner a disposición del estudiante cualquier otro material complementario voluntario al hilo de las unidades didácticas o en una carpeta de material complementario.
Contenidos y programación
| SEMANAS | UNIDADES DIDÁCTICAS | ACTIVIDADES DIDÁCTICAS |
|---|---|---|
| Semanas 1 y 2 | Tema 1. Introducción a los Sistemas Digitales 1.1 Representación y almacenamiento de información 1.2 Componentes y funciones de un computador. Arquitectura de Von Neumann 1.3 Lenguajes de bajo y alto nivel 1.4 Jerarquía de componentes de un computador 1.5 Organización de Entradas/Salidas 1.6 Estructuras básicas de interconexión 1.7 Buses |
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| Semanas 3, 4 y 5 | Tema 2. Diseño y funcionamiento de un computador 2.1. Elementos internos del computador 2.2 Gestión de las instrucciones de controles 2.3 Interrupciones 2.4 Procesador RISC y CISC 2.5 Lenguaje máquina CODE 2 2.6 Señales de control del procesador CODE 2 2.7 Diseño de la unidad de control |
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| Semana 6 | Tema 3. Microcontroladores y PICs 3.1 Entorno de programación y juego de instrucciones |
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| Semana 7 | Tema 4. Programación del microcontrolador y Comunicaciones 4.1 IDE de Arduino |
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| Semana 8 | Tema 5. Conversión señales. Sensores 5.1 Conversión A/D |
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| Semana 9 | Tema 6. Conversión señales. Actuadores 6.1 Conversión D/A |
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| Semana 10 | Tema 7. FPGAs y DSPs 7.1. Dispositivos programables 7.2 Procesadores de señales digitales |
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| Semana 11 | Tema 8. Programación lenguajes de Diseño Hardware 8.1 Verilog |
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| Semana 12 | Tema 9. Introducción a Microprocesadores 9.1 RaspberryPi |
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| Semanas 13 y 14 | Tema 10. Evolución de los Sistemas Digitales 10.1 IoT |
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| Resto de semanas hasta finalización del semestre | Estudio y preparación para el examen final, celebración del examen final y cierre de actas. | |
(*) Las fechas concretas se pueden consultar en el aula virtual de la asignatura y en la pestaña de “Precios, Calendario y Matriculación” de la titulación.
Sistema de evaluación
Durante el estudio de esta asignatura, el proceso de evaluación del aprendizaje es continuo y contempla la realización de:
- Una evaluación continua a lo largo del curso a través de acciones didácticas que supone el 40% de la nota final. Incluye la realización de los diferentes tipos de actividades de evaluación, de aprendizaje y controles.
- Actividades de aprendizaje (AA): actividades que permiten evaluar el desarrollo de las competencias al hilo del desarrollo de las unidades didácticas. Pueden adoptar el formato de foro, cuestionario, glosario u otros.
- Controles: actividades que permiten evaluar la adquisición de aspectos conceptuales y prácticos de la asignatura. Toman la forma de cuestionarios.
- Actividades de evaluación continua (AEC): actividades que permitan evaluar el alcance de ciertos hitos académicos a lo largo del cuatrimestre. Pueden adoptar el formato de informes, cuestionarios, casos prácticos, comentarios de texto, etc.
- Un examen final presencial que supone el 60% de la nota final. Está dirigido a la valoración de las competencias y conocimientos adquiridos por el estudiante. El examen se evaluará de 0 a 10, tendrá una duración estimada de 90 minutos y tendrá carácter de desarrollo teórico-práctico mediante la resolución de varios problemas y casos prácticos.
Para poder presentarse al examen final presencial, en cualquiera de las convocatorias, es imprescindible cumplir los siguientes requisitos relacionados con la evaluación continua: haber obtenido, al menos, el 50% de la nota correspondiente al conjunto total de actividades del Aula asociadas a la asignatura (Actividades de aprendizaje, Controles y Actividades de evaluación continua); haber obtenido, al menos, el 50% de la nota correspondiente a las Actividades de evaluación continua.
El estudiante que se presente al examen sin cumplir requisitos, será calificado con un cero en el examen final presencial y consumirá convocatoria.
Cuadro resumen del sistema de evaluación
| Tipo de actividad | Número de actividades planificadas | Peso calificación |
|---|---|---|
| Actividades de aprendizaje |
2
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10%
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| Actividades de Evaluación Continua (AEC) |
4
|
20%
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| Controles |
4
|
10%
|
| Examen final presencial |
Si
|
60%
|
| TOTAL | 100% | |
Para aprobar la asignatura, es necesario obtener una calificación mínima de 5 en el examen final presencial, así como en la calificación total del curso, una vez realizado el cómputo ponderado de las calificaciones obtenidas en las actividades didácticas y en el examen final presencial.
Si un estudiante no aprueba la asignatura en la convocatoria ordinaria podrá examinarse en la convocatoria de septiembre. El estudiante que no se presente a la convocatoria de febrero y/o de julio ni a la de septiembre, perderá automáticamente todos los trabajos realizados a lo largo del curso. Deberá en este caso matricularse de nuevo en la asignatura.
Las fechas previstas para la realización de todas las actividades se indican en el aula virtual de la asignatura.
Originalidad de los trabajos académicos
Según la Real Academia Española, “plagiar” significa copiar en lo sustancial obras ajenas dándolas como propias. Dicho de otro modo, plagiar implica expresar las ideas de otra persona como si fuesen propias, sin citar la autoría de las mismas. Igualmente, la apropiación de contenido puede ser debida a una inclusión excesiva de información procedente de una misma fuente, pese a que esta haya sido citada adecuadamente. Teniendo en cuenta lo anterior, el estudiante deberá desarrollar sus conocimientos con sus propias palabras y expresiones. En ningún caso se aceptarán copias literales de párrafos, imágenes, gráficos, tablas, etc. de los materiales consultados. En caso de ser necesaria su reproducción, esta deberá contemplar las normas adecuadas para la citación académica.
Los documentos que sean presentados en las actividades académicas podrán ser sometidos a diferentes mecanismos de comprobación de la originalidad (herramientas antiplagios que detectan coincidencias de texto con otras fuentes, comparación con trabajos de otros estudiantes, comparación con información publicada en Internet, etc). El profesor valorará si el trabajo presentado cuenta con los criterios de originalidad exigidos o, en su caso, se atribuye adecuadamente la información no propia a las fuentes correspondientes. La adjudicación como propia de información que corresponde a otros autores podrá suponer el suspenso de la actividad.
Los documentos presentados en las actividades académicas podrán ser almacenados en formato papel o electrónico y servir de comparación con otros trabajos de terceros, a fin de proteger la originalidad de la fuente y evitar la apropiación indebida de todo o parte del trabajo del estudiante. Por tanto, podrán ser utilizados y almacenados por la universidad, a través del sistema que estime, con el único fin de servir como fuente de comparación de cualquier otro trabajo que se presente.
Sistema de calificaciones
El sistema de calificación de todas las actividades didácticas es numérico del 0 a 10 con expresión de un decimal, al que se añade su correspondiente calificación cualitativa:
0 – 4.9: Suspenso (SU) 5.0 – 6.9: Aprobado (AP) 7.0 – 8.9: Notable (NT) 9.0 – 10: Sobresaliente (SB) Matrícula de honor (MH)
(RD 1125/2003, de 5 de septiembre, por lo que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en las titulaciones universitarias de carácter oficial y con validez en todo el territorio nacional).
La matrícula de honor se concede cuando el profesor lo considere oportuno en función de la excelencia de las actividades realizadas por el estudiante y las calificaciones obtenidas por el resto del grupo. No obstante, los criterios académicos de su concesión corresponden al departamento responsable de cada grado.