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Ingeniería de Sistemas Electrónicos (ISEL) P2010

El objetivo de esta asignatura es que el alumno comprenda cómo funcionan los sistemas empotrados basados en microprocesador y las herramientas de diseño HW y SW asociadas, así como las restricciones de los sistemas empotrados, que sea capaz de analizar errores de diseño HW (y SW) y diseñar optimizadamente el software de un sistema empotrado teniendo en cuenta las posibles restricciones de memoria, tiempo y energía impuestas por dominios de aplicación TIC o no TIC como los sistemas optoelectrónicos, los neurosensoriales, los portátiles o los móviles
El curso cuenta con unas clases teórico donde el alumno recibirá formación sobre análisis y diseño de sistemas y subsistemas empotrados basados en microprocesadores, y unas entregas prácticas evaluadas en equipo en las que aplicará los conocimientos teóricos adquiridos. Finalmente el alumno tendrá que realizar un examen final teórico/práctico.

Créditos Totales: 
4.5
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
De especialidad
Página web de la asignatura: 
http://moodle.upm.es/titulaciones/oficiales/
Objetivos docentes: 

Conocimiento de lo que es un sistema empotrado o un sistema ciber-físico, sus características y su proceso de diseño.
Conocimiento de arquitecturas de procesadores para sistemas empotrados, en particular del subsistema de entrada / salida, el de interrupciones y excepciones y el de gestión de memoria.
Capacidad para analizar los factores que incluyen en el consumo y el rendimiento de sistemas basados en microprocesador.
Capacidad para analizar sistemas basados en plataformas.
Conocimiento de los modelos de computación y las herramientas de desarrollo de software empotrado. Capacidad de diseño y análisis de programas, optimizando el tamaño, el consumo o el rendimiento. Capacidad para diseñar la validación y prueba de sistemas empotrados.
Conocimiento de sistemas concurrentes y de tiempo real y de sistemas operativos multi-tarea. Capacidad para diseñar la planificación de sistemas empotrados de tiempo real.
Conocimiento sobre modelos de computación, y sobre sistemas continuos, discretos e híbridos. Máquinas de estados. Modelos de computación concurrentes (SR, dataflow). Diseño (arquitectura, I/O, concurrencia, planificación). Arquitectura del sistema (HW y SW). Entrada / Salida. Multi-tarea y planificación.

Conocimiento sobre análisis empleando lógica temporal o análisis cuantitativo, sobre invariantes y lógica temporal y sobre verificación de propiedades formales. Capacidad de analizar el tiempo de ejecución.
Conocimiento de redes de sistemas empotrados, incluyendo los buses CAN y I2C y los sistemas MPSoCs.

Programa: 

Tema 1: Introducción a los sistemas empotrados
1.1 Definición y características de los sistemas empotrados. Sistemas ciber-físicos (CPS). Proceso de diseño de sistemas empotrados. Ejemplo de diseño

Tema 2: Microprocesador es y plataformas para sistemas empotrados
2.1 Arquitecturas de procesadores para sistemas empotrados. Entrada / Salida. Interrupciones y excepciones. Subsistema de memoria y gestión de memoria.
2.2 Consumo de sistemas basados en microprocesador. Rendimiento
2.3 Diseño basado en plataformas.

Tema 3: Programación de sistemas empotrados

3.1 Modelos de computación. Herramientas de desarrollo de software empotrado. Diseño y análisis de programas. Optimización de tamaño, de consumo y de rendimiento. Validación y prueba de sistemas empotrados.
3.2 Sistemas concurrentes y tiempo real. Sistemas operativos multi-tarea. Planificación de sistemas empotrados de tiempo real. Ejemplo de diseño.

Tema 4: Técnicas de diseño de sistemas
4.1 Modelado (modelos de computación). Sistemas contínuos, discretos e híbridos. Máquinas de estados. Modelos de computación concurrentes (SR, dataflow). Diseño (arquitectura, I/O, concurrencia, planificación). Arquitectura del sistema (HW y SW). Entrada / Salida. Multitarea y planificación.
4.2 Análisis (lógica temporal, análisis cuantitativo). Invariantes y lógica temporal. Verificación de propiedades formales. Análisis del tiempo de ejecución.

Tema 5: Sistemas empotrados distribuidos
5.1 Redes de sistemas empotrados. Buses CAN, I2C. MPSoCs. Ejemplos.

Evaluación: 

Entrega de la práctica 1
Semana 9 del curso (20% peso en la calificación)

Entrega de la práctica 2
Semana 12 del curso (20% peso en la calificación)

Entrega de ejercicios
Semanas 1-15 del curso (20% peso en la calificación)

Examen final
Día examen oficial (40% peso en la calificación)

Los alumnos serán evaluados, por defecto, mediante evaluación continua. No obstante, los alumnos que lo deseen podrán ser evaluados mediante una única prueba final siempre y cuando así lo expresen mediante escrito formalizado en el registro de la ETSI Telecomunicación y dirigido al Director del Departamento de Ingeniería Electrónica no más tarde del 30 de marzo de 2014. La presentación de este escrito supondrá la renuncia automática a la evaluación continua.
CONVOCATORIA ORDINARIA: MODALIDAD EVALUACIÓN CONTINUA: La asignatura se aprobará cuando se obtenga una calificación mayor o igual a 5 puntos sobre un total de 10. Dicha calificación es la suma de las calificaciones correspondientes a las diferentes actividades de evaluación (2 entregas prácticas y ejercicios en clase y examen final teórico-práctico por escrito), de acuerdo con la siguiente fórmula: NOTAL FINAL= 0,4· entregas prácticas + 0,4·examen escrito + 0,2·ejercicios
CONVOCATORIA ORDINARIA: EVALUACIÓN MEDIANTE UNA ÚNICA PRUEBA FINAL: el 100% de la calificación de los  alumnos que presenten el escrito arriba referido se otorgará en función de una única prueba final a celebrar en la convocatoria oficial.
CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA: la evaluación de la asignatura en su convocatoria extraordinaria se realizará  mediante una única prueba final a celebrar en la fecha que determine Jefatura de Estudios, con independencia de la opción elegida en la convocatoria ordinaria.

Profesorado
Más Información
Código de la asignatura: 
95000065
Número del curso al que pertenece dentro de la titulación: 
4
Conocimientos Previos: 

Otros resultados de aprendizaje necesarios
• Programación
• Fundamentos de los Sistemas Telemáticos
• Sistemas Digitales I
• Sistemas Digitales II
• Arquitectura de Procesadores

Centro de impartición: 
ETSI Telecomunicación
Curso académico de impartición: 
2013-2014
Horario asignatura: 
Martes 9:00 a 12:00
Bibliografía: 

• “Computers as components”, Marilyn Wolf 3ª edición, Morgan Kaufman.
http://proquest.safaribooksonline.com/book/electricalengineering/
computer-engineering/9780123884367
• “Introduction to Embedded Systems. A Cyber-Phisical Systems Approach”, Edward Ashford Lee & Sanjit Arunkumar Seshia 1ª edición http://LeeSeshia.org

Tribunal
Secretario: