Asignaturas obligatorias

Ingeniería de sistemas electrónicos analógicos y digitales (SEAD)

Esta asignatura es de nivelación abordando aspectos de electrónica analógica y electrónica digital.

Laboratorio de Circuitos y Sistemas Electrónicos (LCSE)

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:

1. Experimentar el desarrollo de sistemas digitales complejos
2. Desarrollar la capacidad de análisis de una especificación
3. Emplear herramientas profesionales de síntesis y simulación digital
4. Comprender la importancia de los sistemas digitales síncronos
5. Aprender técnicas para la depuración de sistemas hardware mediante simulación
6. Planificar adecuadamente las etapas de desarrollo para un sistema complejo
7. Abordar todas las fases de desarrollo, hasta la prueba final en una FPGA real

Metodología, Calidad y Habilidades Personales (MCHP)

El objetivo que se persigue es ofrecer un primer contacto con este amplio conjunto de temas, claves para el desarrollo de la vida profesional y que, normalmente, quedan relegados en la formación de los ingenieros.

Por la variedad de temas que se cubrirán, sólo se proporcionará una panorámica de cada uno de ellos, haciendo un cierto énfasis en algún punto relevante.

La bibliografía y documentación presentadas deben servir como un punto de arranque para un posterior trabajo personal de formación que deberá continuar a lo largo de toda la vida profesional.

Los alumnos que hayan cursado este tema obtendrán una formación suficiente para ser competentes en:

• Describir las fases de una metodología de desarrollo y explotación de un sistema, así como de gestión de proyectos.
• Seleccionar y aplicar una metodología adecuada a un proyecto cualquiera.
• Recordar las normas y modelos de aseguramiento de calidad, así como las herramientas disponibles.
• Describir el sistema de gestión medioambiental y su evolución.
• Describir herramientas para el análisis de inversiones y estrategias y mecanismos de financiación.
• Analizar alternativas de inversión para el desarrollo de un proyecto de negocio.
• Describir las herramientas de gestión de la propiedad intelectual e industrial, así como los informes tecnológicos de patentes como palancas importantes de la innovación y la competitividad.
• Buscar y recuperar información documental para el desarrollo de cualquier trabajo de I+D+i.
• Valorar la importancia de las fuentes documentales y seleccionar aquellas que sean más interesantes para publicar sus trabajos.
• Elaborar documentos y preparar presentaciones que les permitan difundir los resultados de sus trabajos de investigación.

Avances en Ingeniería de Sistemas Electrónicos (Seminario)

Competencias:

• Conocer los más recientes avances en el estado de la cuestión en relación con circuitos y sistemas electrónicos.
• Capacidad de aplicar los avances en la investigación e innovación de los sistemas electrónicos.

Breve descripción de los contenidos: El seminario presenta avances recientes en el campo de los circuitos electrónicos y sistemas mediante el uso de dos tipos distintos de conferencias:

• Charlas dadas por un conferenciante invitado que hablará sobre tópicos de investigación muy recientes, no cubiertos necesariamente en los cursos del Máster.
• Charlas ofrecidas por los diferentes grupos encargados de impartir docencia en el Máster.

Asignaturas Itinerario profesional M4

Sistemas empotrados (SEMP)

1. Explicar los distintos tipos de componentes (hardware y software) que forman un sistema empotrado.
2. Aplicar criterios de selección de los distintos componentes, a partir de las restricciones de la aplicación final, incluyendo aspectos como temporización, consumo y coste.
3. Analizar las distintas alternativas arquitecturales para el desarrollo de software para sistemas empotrados, así como las técnicas básicas de análisis de planificabilidad, asignación de prioridades y gestión de recursos compartidos.
4. Aplicar las técnicas y las herramientas de desarrollo cruzado de software, así como las técnicas de validación y depuración, incluyendo diseño para test, simulación, emulación y conceptos básicos de verificación y síntesis formal.
5. Ser capaz de diseñar un sistema empotrado completo, basado en microprocesador, realizando un balance con criterios de ingeniería de las diferentes alternativas de diseño.
6. Ser capaz de evaluar las ventajas e inconvenientes de cada aproximación al diseño de un sistema empotrado.

Sistemas Analógicos (SEAN)

El objetivo general del curso es que el asistente adquiera una visión amplia y a la  vez completa de los aspectos de diseño analógico que le permitirán tanto diseñar  sin demasiada ingenuidad circuitos y sistemas analógicos como entender el  funcionamiento de buena parte de los equipos electrónicos empleados en  comunicaciones e instrumentación. En especial saldrá capacitado para diseñar con  Amplificadores Operacionales, cuyas prestaciones hoy en día permiten diseños  con frecuencias de funcionamiento cercanas al GHz, tanto con los más recientes  Operacionales “realimentados en corriente” como con los tradicionales  Operacionales realimentados en tensión cuyas prestaciones mejoran día a día. En  cuanto a la parte “no-lineal” del procesado analógico, saldrá capacitado para  emplear, sin depender de circuitos concretos de catálogos, cualquier tipo de  procesador analógico basado en multiplicadores analógicos (moduladores  balanceados, comparadores de fase, conversores logarítmicos y exponenciales,  etc) conociendo sus prestaciones, servidumbres y limitaciones.

Por lo tanto, la primera parte del curso se centra  en el diseño profesional de  funciones de transferencia (ganancias en general) de tipo puramente eléctrico,  donde las señales de entrada y de salida son tensiones o corrientes. Sin embargo,  la segunda parte del curso supone una visión totalmente nueva, donde aparecen funciones de transferencia cuyas señales de entrada y de salida son ya de cualquier tipo. Sirva como ejemplo la ganancia de un simple comparador de fase  KD cuya salida sea una tensión proporcional a un desfasaje entre dos señales, que  es su señal de entrada (radianes) cuya naturaleza nada tiene qué ver con tensión  ni con corriente eléctricas. Y sirva como segundo ejemplo la respuesta paso-bajo  (similar a la de un simple circuito R-C bien conocido) de un demodulador FM  diseñado con el anterior comparador de fase y un VCO. El alumno verá que la  ganancia en tensión que conoce del R-C (dimensiones V/V) y la del mencionado  demodulador FM (dimensiones V/Hz) son formalmente iguales, lo que ayuda a  construir una estructura mental amplia y capaz de llevar más allá los conocimientos  básicos que el alumno posee, pero que no ha desarrollado anteriormente.

Microelectrónica (MCRE)

Esta asignatura permite adquirir conocimientos relativos al diseño de "sistemas  full-custom. Proporciona a los futuros diseñadores de sistemas hardware o software o ingenieros microelectrónicos una visión que cubre desde los aspectos de diseño de sistemas  hasta los de trazado físico, pasando por sus circuitos y bloques componentes, fundamentalmente centrados en tecnología CMOS, que es la más utilizada hoy en día para el diseño de circuitos de aplicación. Se asegurará también una introducción básica a las estructuras y procesos tecnológicos necesarios en la labor de diseño de circuitos integrados. El énfasis se pondrá en la presentación de metodologías que faciliten el manejo de la complejidad inherente al diseño de estos sistemas.

Al final de esta clase, el alumno habrá diseñado y validado su propio chip. Comprenderá además el impacto que las diferentes opciones de diseño tienen en velocidad, potencia, fiabilidad y coste y será capaz de formular los compromisos necesarios para cumplir las restricciones iniciales del diseño. Se abordarán opciones para el diseño de interconexiones, rutas de datos, memorias y circuitos de propósito específico. El alumno debe ser capaz de aplicar los métodos actuales de diseño y herramientas estándar de la industria tanto para bloques sintetizados como a medida. Los alumnos en equipo partirán de una especificación compleja para llegar a diseño detallado del circuito, debiendo presentar informes orales y escritos sobre su trabajo.

Lab. Sistemas Electrónicos (LAEI)

La asignatura tiene por objetivo dar una visión práctica de la problemática asociada al análisis, diseño y experimentación en sistemas, dispositivos o aplicaciones para entornos inteligentes, así como una visión crítica en la resolución de problemas de ingeniería con un enfoque sistémico y multidisciplinar. Está basada en la metodología PBL (Project Based Learning): el alumno debe desarrollar un proyecto realista relacionado con tecnologías o aplicaciones de los entornos inteligentes.

Asignaturas Itinerario profesional M5

Tecnología de semiconductores (TS)

El objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran un conocimiento básico de los procesos tecnológicos más importantes que se aplican a materiales semiconductores utilizados fundamentalmente en el ámbito de la nano y  microelectrónica.  Además, se explicarán los principales efectos que dichos procesos tecnológicos tienen en las propiedades ópticas y eléctricas así como su aplicación en dispositivos optoelectrónicos.

Microsistemas y Nanoelectrónica (MSIS+NANO)

Desde un punto de vista de contenidos, los objetivos pedagógicos se pueden agrupar en cuatro bloques principales:

• Conocer y revisar una panorámica general de los microsistemas y la nanoelectrónica, desde el punto de
• vista de las aplicaciones potenciales y del mercado presente, con especial énfasis en las aplicaciones
• de entornos inteligentes.- Revisión de la tecnología de microsistemas, incluyendo la descripción de los materiales electrónicos y
• su procesado, el micromecanizado y la microfluídica.
• Otro  objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran un conocimiento básico de los
• fundamentos de la nanociencia, la naturaleza y propiedades de las distintas nanoestructuras, y las
• técnicas empleadas para su fabricación y caracterización en nanoelectrónica.
• Estudio de los diferentes tipos de microsistemas físicos, ópticos, químicos y biosensores, y de
• dispositivos nanoelectrónicos y nanosistemas.

El estudio del procesamiento y acondicionamiento de señal en microsistemas,  nanoestructuras y nanosistemas, y el uso de redes de sensores, etc. se abordan en otras asignaturas del máster.

Desde el punto de vista aptitudinal, los objetivos de esta asignatura son fomentar la capacidad para reflexionar y relacionar contenidos; la búsqueda, elaboración y presentación de información; y el trabajo en equipo.

Sistemas optoelectrónicos (OPTO)

El objetivo del curso es desarrollar los conocimientos básicos para poder entender el comportamiento de los componentes optoelectrónicos básicos que utilizan semiconductores: el diodo emisor de luz, el diodo láser, el fotodetector, y la célula solar. Para ello se partirá del análisis del origen de los procesos ópticos en semiconductores, de su aplicación en micro y nanoestucturas, para llegar a entender la tecnología básica presente en estos dispositivos y la descripción de sus figuras de mérito. Finalmente, se estudiará la aplicación de estos dispositivos en aplicaciones de gran actualidad y utilidad social como son los sensores demedioambiente y biofotónicos, y su uso en aplicaciones médicas.

Asignaturas Itinerario profesional M6

Herramientas para el diseño electrónico (DASE)

Este curso está dedicado a ofrecer una panorámica de las distintas herramientas CAD involucradas en cada una de las fases del diseño de un sistema VLSI, estudiando los diferentes tipos, algoritmos involucrados, características, etc. Se hará especial énfasis en la forma de tratar (algoritmos y estructuras de datos) la cantidad de información (funcional y geométrica) que reside en un sistema VLSI complejo. No es un curso sobre circuitos, sino sobre cómo representar y abordar los problemas inherentes a su diseño. Se comenzará tratando problemas clásicos asociados a la fase de diseño físico de sistemas VLSI, como son colocación y conexionado de bloques. Estos temas introducirán una gran parte de los conceptos usados más tarde al tratar otros problemas relacionados con el trazado de circuitos integrados, como son edición y verificación de layouts, compactación, estimación de área y retardos, etc.

Posteriormente, se pasará al estudio de otro tipo de herramientas que permiten hoy en día que el diseñador trabaje a niveles de abstracción mucho más altos. Este es el caso de las herramientas de optimización de lógica, tanto combinacional como secuencial.

Finalmente, se abordará también de forma más descriptiva temática de mayor nivel de abstracción, como es codiseño hardware/software, metodologías de diseño System-On-Chip, especificación y modelado, consideraciones de consumo, arquitecturas destino, particionado, generación de interfaces, síntesis de alto nivel, generación de código, estimación, cosimulación y verificación.

Microelectrónica (MCRE)

Esta asignatura permite adquirir conocimientos relativos al diseño de "sistemas  full-custom. Proporciona a los futuros diseñadores de sistemas hardware o software o ingenieros microelectrónicos una visión que cubre desde los aspectos de diseño de sistemas  hasta los de trazado físico, pasando por sus circuitos y bloques componentes, fundamentalmente centrados en tecnología CMOS, que es la más utilizada hoy en día para el diseño de circuitos de aplicación. Se asegurará también una introducción básica a las estructuras y procesos tecnológicos necesarios en la labor de diseño de circuitos integrados. El énfasis se pondrá en la presentación de metodologías que faciliten el manejo de la complejidad inherente al diseño de estos sistemas.

Al final de esta clase, el alumno habrá diseñado y validado su propio chip. Comprenderá además el impacto que las diferentes opciones de diseño tienen en velocidad, potencia, fiabilidad y coste y será capaz de formular los compromisos necesarios para cumplir las restricciones iniciales del diseño. Se abordarán opciones para el diseño de interconexiones, rutas de datos, memorias y circuitos de propósito específico. El alumno debe ser capaz de aplicar los métodos actuales de diseño y herramientas estándar de la industria tanto para bloques sintetizados como a medida. Los alumnos en equipo partirán de una especificación compleja para llegar a diseño detallado del circuito, debiendo presentar informes orales y escritos sobre su trabajo.

Arquitecturas digitales avanzadas (ADA)

Los principales objetivos pedagógicos de la asignatura son los siguientes:

• Conocer las alternativas de implementación de diseños electrónicos: arquitecturas genéricas y arquitecturas orientadas al algoritmo.
• Valorar las opciones de diseño para una aplicación concreta, mediante el compromiso: eficiencia, coste, consumo y flexibilidad.
• Utilizar los conceptos básicos de diseño de arquitecturas digitales para mejorar la eficiencia de procesamiento: segmentación, paralelismo, procesamiento paralelo, etc.
• Ser capaces de optimizar las prestaciones de sistemas concretos, utilizando para ello ejemplos basados  en el ámbito del tratamiento digital de la señal.

Asignaturas Itinerario profesional M7

Sistemas de diálogo persona-máquina (SDPM)

El presente curso se dedica al estudio de los distintos módulos que intervienen en un sistema de interacción o de diálogo persona-máquina. Partiendo de una  introducción de los sistemas de diálogo y su problemática, se pasan a abordar los módulos  fundamentales que lo componen, describiendo su funcionamiento, las alternativas de investigación más adoptadas para conseguir un sistema óptimo y el rendimiento y la problemática de cada uno.

En cada uno de los módulos, se partirá de un nivel básico y se profundizará hasta describir los algoritmos más avanzados y las técnicas con las que se consiguen los sistemas más robustos y fiables.

Reconocimiento de patrones (REPO)

El objetivo fundamental de esta asignatura es proporcionar a los alumnos unos sólidos conocimientos en técnicas de reconocimiento de patrones y técnicas de optimización, que sirvan de soporte y aplicación a un amplio conjunto de disciplinas científicas y técnicas.

Más concretamente, las  competencias que se pretenden desarrollar entre los alumnos  de la asignatura pueden describirse del siguiente modo:

1. Aplicar las técnicas de clasificación automática e  inferencia para la toma de decisiones, la extracción de información y el diseño de sistemas complejos.
2. Elaborar conclusiones a partir de datos experimentales, sea cual sea el campo en que trabaja el investigador.
3. Optimizar clasificadores, siendo de interés destacar la relación entre la elección de las funciones de densidad componentes, el número de parámetros a estimar que implica dicha elección y la cantidad de datos disponibles para una tarea, selección de características relevantes y de reducción de dimensión de los vectores experimentales.
4. Valorar críticamente los resultados de los sistemas y seleccionar el mejor método de clasificación y aprendizaje de sus datos experimentales.
5. Aplicar técnicas de optimización basadas en métodos estocásticos, heurísticos y evolutivos.
6. Integrar en la gestión el conocimiento procedente de diferentes fuentes, de una manera óptima en función de la información incompleta disponible: estado del sistema, contexto temporal, multimodal y personal

Sistemas de imágenes biomédicas (SIB)

La asignatura presentará sistemas avanzados de obtención de imágenes biomédicas, principalmente como sistemas de ayuda al diagnóstico médico y a la evaluación de terapias. En esta asignatura el alumno conocerá técnicas de adquisición de imágenes biomédicas que muestren no solamente la anatomía sino que también proporcionen información sobre el funcionamiento o actividad biológica de un tejido u órgano. Especialmente se tratarán las técnicas de imagen molecular que, mediante distintos marcadores, permiten identificar moléculas o genes. Finalmente se presentarán metodologías y algoritmos de procesamiento inteligente que permitan obtener la información relevante en cada aplicación.

Asignaturas Optativas

Ingeniería neurosensorial y bioinstrumentación

El objetivo fundamental de la asignatura es el estudio del sistema nervioso y los sistemas sensoriales, con vistas a su simulación y su integración en sistemas electrónicos, incluyendo algunas aplicaciones de la ingeniería neurosensorial como son las prótesis y las interfaces multisensoriales. También se estudiarán sistemas bio-inspirados, como son sistemas artificiales que emular o imitan alguna de las capacidades de los seres vivos.

Por otra parte, también se estudiarán algunos sistemas de observación biológica, con el objetivo principal de ayudar al diagnóstico médico de ciertas patologías. Básicamente, se tratará de dos de los sistemas más importantes, como son el corazón y el cerebro, si bien muchas de las técnicas presentadas serán extrapolables a otros órganos.

Potencia y Control

El  objetivo de esta asignatura consiste en mostrar al alumno los diferentes convertidores electrónicos de potencia, relacionando sus topologías con la misión que realizan: conversión alterna-continua (a.c./c.c.), conversión continua-continua (c.c./c.c.) o conversión continua-alterna (c.c./c.a.), así como darles las herramientas adecuadas para analizar la estabilidad del sistema y desarrollar el sistema de control necesario . El método de enseñanza se desarrollará  mediante clases teóricas, ampliadas con simulaciones y  montajes prácticos que les harán ver que los conocimientos adquiridos pueden ser utilizados en  esas y otras aplicaciones.

Instrumentación Avanzada

En este curso se presentan las técnicas actuales de instrumentación que permiten diseñar, integrar y utilizar sistemas instrumentales tanto en el ámbito industrial como científico. Para ello se desarrollan una serie de temas en los cuales se abordan los diversos enfoques que pueden ser tomados a la hora de tratar un sistema instrumental de cierta complejidad, prestando especial atención al desarrollo de las posibilidades de automatización e interconexión en los modelos desarrollados.

Se incluye, asimismo, un necesariamente breve apartado sobre sensores avanzados e inteligentes que pretende ser una presentación de su situación actual y del camino que es de esperar sigan en un futuro próximo.

Finalmente se incluye un apartado en el que se enseña cómo hacer un primer procesamiento de los valores obtenidos mediante la instrumentación adecuada y como estimar la calidad de las medidas, tanto desde el aspecto del mero procesamiento numérico de las mismas como desde el punto de vista de la calidad de los instrumentos garantizada por los procesos pertinentes de calibración y trazabilidad.

En consecuencia, los objetivos concretos de esta asignatura son:

• Introducir al alumno en los sistemas de adquisición de datos multimedida.
• Comprender la necesidad de sistemas complejos y del diseño de soluciones adaptadas a cada caso.
• Desarrollar los diversos métodos y protocolos de integración de instrumentos de modo que sea posible seleccionar y diseñar sistemas de instrumentación complejos.
• Aprender la filosofía y las técnicas de la Instrumentación Virtual, sus entornos y arquitecturas.
• Conocer, seleccionar y utilizar los sensores inteligentes y las redes de de sensores.
• Aprender a procesar los resultados de las medidas ya evaluar su calidad, tanto desde el punto de vista de los resultados numéricos como desde el punto de vista de la fiabilidad de los instrumentos.