Denominación: Laboratorio de Circuitos y Sistemas Electrónicos

Número de créditos europeos (ECTS): 4

Carácter (obligatorio/optativo): Obligatorio

Unidad Temporal: 1º semestre1. OBJETIVOS

En esta asignatura se aplican los conocimientos de electrónica digital al diseño práctico de un sistema digital de complejidad media-alta. Para ello ha de ser capaz de llegar a una implementación física a partir de unas especificaciones funcionales siguiendo la metodología de diseño de circuitos digitales síncronos.

El énfasis del laboratorio se hace en la utilización de herramientas CAD para el diseño de circuitos digitales complejos empleando el lenguaje de descripción hardware VHDL. Aprovechando este escenario se tratan asimismo otros aspectos prácticos importantes relacionados con el diseño de sistemas digitales complejos. La validación del desarrollo es una tarea muy importante que debe realizarse mediante simulación, como sucede en entornos profesionales.

A lo largo del curso el alumno tiene que realizar varias prácticas aplicando las distintas fases de una metodología clásica de diseño:

1. Estudio de las herramientas CAD de diseño
2. Especificación en VHDL y técnicas de simulación
3. Síntesis e implementación sobre FPGA

Más concretamente, los objetivos de la asignatura se pueden describir del siguiente modo:

- Experimentar el desarrollo de sistemas digitales complejos

- Desarrollar la capacidad de análisis de una especificación

- Emplear herramientas profesionales de síntesis y simulación digital

- Comprender la importancia de los sistemas digitales síncronos

- Aprender técnicas para la depuración de sistemas hardware mediante simulación

- Planificar adecuadamente las etapas de desarrollo para un sistema complejo

- Abordar todas las fases de desarrollo, hasta la prueba final en una FPGA real

2. DESARROLLO DE LA ASIGNATURA Y METODOLOGIALa asignatura se plantea sobre la realización de dos prácticas de creciente complejidad, para las cuáles los alumnos se agrupan en parejas. A cada pareja se le asigna un turno de asistencia preferente con una duración de 3 horas. Una característica principal de este laboratorio es la flexibilidad en los horarios, de manera que se permite el acceso fuera del horario preferente para aprovechar huecos en los horarios.

La Práctica I aborda el aprendizaje de VHDL y la introducción a las herramientas de simulación y síntesis. Es una práctica guiada, que se realiza para que el alumno se familiarice con el entorno de trabajo y adquiera un conocimiento inicial del VHDL. Para ello, se proponen seis ejercicios sencillos que servirán de modelo para la descripción de los elementos esenciales del diseño digital mediante VHDL, incluyendo lógica combinacional y secuencial. En un último ejercicio, el alumno debe codificar VHDL por sí mismo, profundizando también en los resultados de los procesos de síntesis realizados. Este ejercicio debe llegar a funcionar en una placa de protipado.

Programa:

(1) Algunas clases serán impartidas como conferencias invitadas.

(2) Las actividades prácticas incluirán visitas activas a los Laboratorios del ISOM y de un Centro externo (CIEMAT, ICMM, IMM, etc.).