Asignaturas de grado
Ingeniería Neurosensorial (INSN)
Gran número de sistemas de comunicaciones o ingeniería van dirigidos a la interacción con el ser humano, quien es el emisor o receptor de la información procesada, a través de sus órganos sensoriales y bajo el control del sistema nervioso y el cerebro. El objetivo fundamental de la asignatura es el estudio del sistema nervioso, el cerebro 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. En la asignatura se abordará el estudio detallado del sistema nervioso y el cerebro, el sistema auditivo, el visual, el somato-sensorial (tacto) y los del olfato y el gusto, junto con sistemas como el de producción del habla, que contribuyen a la interacción entre el ser humano y su entorno. De forma general, en cada tema se aborda una descripción de la fisiología y funcionamiento de cada sistema, para pasar a la descripción de soluciones de ingeniería que pretenden simularlos, con vistas a su aplicación protésica, fundamentalmente.
- Fundamentos del procesamiento de información en el sistema nervioso.
- Estimulación eléctrica funcional y neurorehabilitaciónComunicación cerebro-ordenador
- Introducción al modelado de sistemas nerviosos
- Introducción al funcionamiento del oído
- Prótesis auditivas
- Sistemas de producción y reconocimiento de habla
- Introducción al funcionamiento de la vista
- Prótesis visuales
- Sentidos químicos: Olfato y gusto artificial
- Sistema somato-sensorial
- Sistemas de realidad virtual
- Comunicación alternativa y aumentativa
La evaluación de la asignatura se realiza a partir de dos elementos: + La calificación de un examen final, esencialmente teórico sobre los temas tratados en la asignatura. Dicha calificación constituirá hasta 8 puntos sobre la nota final. + La calificación de un trabajo relacionado con alguno de los temas expuestos en la asignatura. Dicho trabajo es voluntario y se realizará en grupos de dos personas, constituyendo hasta dos puntos sobre la nota final. La realización del trabajo implica la redacción de una memoria explicativa y su presentación oral en clase, dentro de las fechas asignadas para tal fin en el calendario.
Ingeniería de Sistemas Electrónicos (ISEL)
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 teóricas 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 aplicarán los
conocimientos teóricos adquiridos. Finalmente, el alumno tendrá que realizar un examen final teórico/práctico.
Objetivos docentes:
El objetivo principal de esta asignatura es que el alumno sea capaz de enfrentarse al diseño de un sistema empotrado (hardware y software), considerando las restricciones de recursos. Al acabar la asignatura el alumno debe ser capaz de analizar, diseñar, implementar, explotar y gestionar este tipo de sistemas.
Las competencias específicas de la asignatura son:
- Entender el funcionamiento de sistemas empotrados basados en microcontrolador
- Entender las limitaciones de los sistemas empotrados
- Entender el funcionamiento de los sistemas de síntesis (HW y SW) de sistemas empotrados
- Analizar errores de diseño en base a los defectos observados y el conocimiento de las herramientas de desarrollo.
- Analizar propiedades básicas sobre el comportamiento de los sistemas empotrados
- Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones de memoria, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
- Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones estrictas de tiempo, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
- Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones de consumo, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
- Optimizar el software de un sistema empotrado para restricciones de seguridad, a nivel de aplicación, configurando las herramientas de desarrollo o seleccionando componentes.
- Conocer las tendencias actuales en verificación formal.
Programa:
Los contenidos que constituyen la asignatura son los siguientes:
Tema 1: Introducción
1.1 Conceptos básicos
1.2 Programación de Sistemas Empotrados
1.3 Herramientas de desarrollo
1.4 Microcontroladores. AVR
Tema 2: Programación de sistemas empotrados
2.1 Relación con el resto de la asignatura
2.2 Conceptos generales de desarrollo cruzado
2.3 Compiladores
2.4 Soporte en tiempo de ejecución
Tema 3: Herramientas de desarrollo
3.1 Introducción
3.2 Herramientas de desarrollo cruzado de GNU
3.3 El compilador GCC, técnicas para evitar errores
3.4 El enlazador de GNU y definición del mapa de memoria
3.5 Depuración de sistemas empotrados. El depurador de GNU: GDB
3.6 Técnicas avanzadas de depuración
Tema 4: Sistemas empotrados de tiempo real
4.1 Introducción
4.2 Planificación con ejecutivos cíclicos.
4.3 Realización de sistemas con prioridades
4.4 Otros métodos de planificación
Tema 5: Gestión eficiente de la memoria
5.1 Compilación para memorias limitadas.
5.2 Técnicas básicas de programación para el ahorro de memoria.
5.3 Técnicas de gestión de memoria dinámica.
Tema 6: Diseño de Sistemas basados en Microcontrolador 6.1 Esquema general
6.2 Arquitectura
6.3 Procesadores
6.4 Memoria
6.5 Sistemas de entrada/salida
Tema 7: Microcontroladores para sistemas empotrados 7.1 Microchip PIC
7.2 AVR
7.3 MIPS
7.4 ARM y comparación
Tema 8: Seguridad en Sistemas Empotrados
8.1 Ataques lógicos. Buffer overflow y contramedidas
8.2 Ataques de canal auxiliar
8.3 Análisis de tiempos
8.4 Análisis de consumo
8.5 Ataques diferenciales
8.6 Contramedidas a nivel lógico, arquitectural y algorítmico
Tema 9: Fiabilidad
9.1 Modelos de computación y propiedades formales
9.2 Requisitos de fiabilidad
9.3 Técnicas de análisis
9.4 Métodos formales
9.5 Verificación formal con Model Checking
Tema 10: Aplicaciones y diseños
10.1 Ejemplos de aplicaciones y diseños de sistemas empotrados
La asignatura se realizará en forma individual. La evaluación se realizará en base a:
- Examen final teórico-práctico: 50% de la nota final
- Ejercicios entregados a lo largo del curso: 15 % de la nota final
- Participación en paneles y debates: 15 % de la nota final
- Presentación sobre un aspecto concreto de la asignatura: 20% de la nota final
Microelectrónica (MCRE)
La asignatura "Microelectrónica" persigue un doble objetivo. Por un lado, es una extensión natural de la asignatura "Diseño de Circuitos y Sistemas Electrónicos", troncal de segundo ciclo, de modo que permite continuar la formación de los Ingenieros de Telecomunicación que quieran seguir una especialidad de sistemas electrónicos, o bien es un buen complemento para los futuros ingenieros software que deseen tener una visión más completa de sistemas (hardware-software). Por otro, está suficientemente próxima al interés de los ingenieros "microelectrónicos", más centrados en tecnologías, procesos y dispositivos, planteándoles los requerimientos de los circuitos y sistemas que hacen uso de dichas tecnologías. En efecto, los ingenieros de sistemas profundizarán en esta asignatura en los aspectos de diseño de "sistemas integrados", en especial digitales (circuitos integrados de aplicación específica -ASICs-), extendiendo la formación desde las redes predifundidas ("gate arrays") o el diseño basado en células estándar hasta el diseño totalmente a la medida ("full-custom"), y completando la misma con aspectos de vital importancia tales como test o encapsulado. El énfasis se pondrá en la presentación de metodologías que faciliten el manejo de la complejidad inherente a estos sistemas. Por lo que se refiere a los ingenieros "microelectrónicos", esta asignatura les proporcionará el escalón siguiente al dispositivo, en el que se centrará principalmente su formación de segundo ciclo. Así, un ingeniero que tenga un buen entendimiento de los procesos y los dispositivos, podrá entender en profundidad cómo se realizan los circuitos a partir de los dispositivos, sus características, modelos, limitaciones, etc. Con ello se dará un excelente complemento a su formación principal, a la vez que se le amplía el campo profesional. En resumen, esta asignatura pretende proporcionar a los futuros diseñadores de sistemas hardware o software o ingenieros microelectrónicos una visión que cubra 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.
Programa 1. Circuitos y sistemas electrónicos integrados. (0,2 crd.) Microelectrónica y complejidad Representación de circuitos y sistemas Proceso de diseño Alternativas y tendencias actuales 2. Dispositivos básicos. El transistor MOS y sus modelos. (0,1 crd.) 3. Procesos básicos de fabricación CMOS. Reglas de diseño. (0,5 crd.) 4. Circuitos digitales básicos. (1,4 crd.) Lógica de conmutación Lógica estática y dinámica Circuitos combinacionales y secuenciales Memorias y estructuras en array 5. Caracterización del circuito: estimación de parámetros y sus limitaciones.(0,6 crd.) Resistencia, capacidad Velocidad, retardo Excitación de grandes capacidades Consumo de potencia 6. Subsistemas digitales. (0,4 crd.) 7. Temporización. (0,6 crd.) Circuitos síncronos y autotemporizados Generación y distribución de la señal de reloj 8. Ingeniería del chip. (0,4 crd.) Plano de base (planificación del chip) Estructuras de entrada-salida Encapsulado 9. Test de Circuitos Integrados. Diseño para test. (1,0 crd.) Técnicas ad-hoc Técnicas estructuradas: LSSD, scan, macro-test 10. Diseño de un sistema digital complejo. (0,8 crd.)
La evaluación de la asignatura se realizará a través de un examen escrito de naturaleza marcadamente práctica. En él el alumno, con o sin la utilización de textos de consulta o apuntes según los casos, deberá resolver problemas, diseños o cuestiones basados en los aspectos desarrollados en clase. Asimismo podrá realizar algunos trabajos prácticos o ejercicios de carácter optativo.
Circuitos Electrónicos Analógicos (CEAN)
Esta asignatura ha tenido como planteamiento básico el de satisfacer la fase formativa sobre electrónica analógica. Su objetivo ha sido enseñar al alumno los conceptos de Electrónica Analógica que se emplean más frecuentemente, dotándole además de una capacidad de análisis rápido mediante las herramientas adecuadas. Ha estado por tanto más dedicada al análisis que a la síntesis o el diseño (del que se ocupan las asignaturas LCEL-3052, DCSE-4003, y LCSE-4351), aunque la formación impartida ha resultado imprescindible para explicar los resultados obtenidos en el laboratorio y en el diseño de circuitos bajo especificaciones.
En definitiva, se ha pretendido:
- Desarrollar aproximaciones que permitan cálculos a mano de etapas básicas, de configuraciones y circuitos sencillos.
- Educar en la intuición mediante el enfoque inicial y aproximado a problemas de diseño de circuitos bajo especificación.
Programa
I.- Introducción a los amplificadores (10 h) (1,0 crd)
Configuraciones elementales y análisis en pequeña señal (7 h)
Pares diferenciales. (3 h)
II.- Respuesta en frecuencia de los amplificadores. (14 h) (1,4 crd)
Diagramas de Bode. (1 h)
Respuesta en bajas frecuencias. (4 h)
Respuesta en altas frecuencias. (5 h)
Problemas. (4 h)
III.- Realimentación en circuitos electrónicos. Análisis y diseño. (28 h) (2,8 crd)
Introducción. Teoría de la realimentación. (1 h)
Efectos sobre la sensibilidad. Ancho de banda y distorsión. (1 h)
Clasificación de amplificadores realimentados. (1 h)
Análisis de amplificadores realimentados. (8 h)
Estabilidad de amplificadores realimentados. (7 h)
Osciladores sinusoidales. (4 h)
Problemas. (6 h)
IV.- Otros aspectos relevantes: el amplificador real (8 h) (0,8 crd)
Offsets (2 h)
Alimentación y margen dinámico en tensión y en corriente (2 h)
Slew rate y ancho de banda en potencia (2 h)
Problemas. (2 h)
Examen escrito, sin libros ni apuntes, sobre los contenidos tratados a lo largo de la asignatura y con un nivel de dificultad semejante al de los problemas resueltos en clase.
La naturaleza del examen será eminentemente práctica (resolución de problemas y eventualmente alguna cuestión conceptual).
Electrónica Digital (EDIG)
El principal objetivo de esta asignatura es la obtención de un nivel básico de conocimientos en Electrónica Digital y sentar las
bases para poder realizar el análisis y diseño de circuitos electrónicos digitales complejos. Esta formación se completará en
asignaturas de cursos posteriores como son: Circuitos Electrónicos, Sistemas Digitales I y II, Ingeniería de Sistemas Electrónicos,
Arquitectura de Procesadores y Diseño de Sistemas Electrónicos Digitales. La evolución más relevante de la Electrónica Digital
durante los últimos años ha sido en el grado de complejidad de los sistemas que con ella se realizan, pasando de componentes
sencillos a la realización de sistemas completos. Para abordar el problema de la elevada complejidad se ha optado por realizar
un enfoque en el que se definen nuevos de niveles de abstracción sobre el clásico nivel lógico, como el RTL y el funcional. En el
planteamiento del programa de la asignatura se parte con una introducción de los niveles eléctrico y lógico para centrar a
continuación el mayor peso de la asignatura en los niveles estructural y funcional, para lo que se introduce el lenguaje de
descripción hardware VHDL.
El principal objetivo de esta asignatura es la obtención de un nivel básico de conocimientos en Electrónica Digital y sentar las bases para poder realizar el análisis y diseño de circuitos electrónicos digitales complejos. Esta formación se completará en asignaturas de cursos posteriores como son: Circuitos Electrónicos, Sistemas Digitales I y II, Ingeniería de Sistemas Electrónicos, Arquitectura de Procesadores y Diseño de Sistemas Electrónicos Digitales. La evolución más relevante de la Electrónica Digital durante los últimos años ha sido en el grado de complejidad de los sistemas que con ella se realizan, pasando de componentes sencillos a la realización de sistemas completos. Para abordar el problema de la elevada complejidad se ha optado por realizar un enfoque en el que se definen nuevos de niveles de abstracción sobre el clásico nivel lógico, como el RTL y el funcional. En el planteamiento del programa de la asignatura se parte con una introducción de los niveles eléctrico y lógico para centrar a continuación el mayor peso de la asignatura en los niveles estructural y funcional, para lo que se introduce el lenguaje de descripción hardware VHDL.
1. Codificación de la Información
1.1. Introducción Electrónica Digital
1.2. Abstracción digital (analógico vs. digital)
1.3. Sistemas de numeración
1.4. Representación números negativos y decimales
1.5. Álgebra de Boole. Axiomas
1.6. Operadores básicos. Tabla de Verdad
1.7. Puertas Lógicas simples y complejas
1.8. Mapas de Karnaugh
2. Dispositivos de Lógica Programable (VHDL)
2.1. Introducción a los dispositivos lógicos programables y a los lenguajes de descripción hardware (VHDL)
2.2. Estructura código VHDL
2.3. Sintaxis básica
3. Circuitos Combinacionales
3.1. Multiplexores.
3.2. Interconexión de varios MUXes.
3.3. Implementación de funciones con MUXes
3.4. Codificadores y Decodificadores
3.5. Interconexión de varios codificadores
3.6. Comparadores
3.7. Sumadores
3.8. Memorias no volátiles
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID
E.T.S. de Ingenieros de Telecomunicacion
PROCESO DE SEGUIMIENTO DE TÍTULOS OFICIALES
ANX-PR/CL/001-02: GUÍA DE APRENDIZAJE Código PR/CL/001
GA_09TT_95000018_1S_2015-16 5
4. Circuitos Secuenciales
4.1. Elemento biestable básico
4.2. Báscula Set-Reset .
4.3. Biestables activos por nivel (latch)
4.4. Biestables activos por flanco de CLK (flip-flops): tipo-D, tipo J-K y tipo-T
4.5. Temporización.
4.6. Registros de almacenamiento
4.7. Contadores
4.8. Registros de desplazamiento
5. Autómatas
5.1. Máquinas Moore y Mealy .
5.2. Diagrama de estados .
5.3. Tabla de transiciones autómatas .
Los alumnos serán evaluados por defecto mediante evaluación continua. En cumplimiento de la Normativa de Evaluación de la Universidad Politécnica de Madrid, los alumnos que lo deseen serán evaluados mediante una única prueba final siempre y cuando lo comuniquen al Director del Departamento de Ingeniería Electrónica mediante solicitud presentada en el registro de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación antes del día 2 de diciembre de 2011. La presentación de este escrito supondrá la renuncia automática a la evaluación continua. La nota final de la evaluación continua se obtendrá mediante suma de las calificaciones correspondientes a las siguientes actividades de evaluación: Resolución y entrega de ejercicios en clase: representará un 10% de la nota final. 3 pruebas de evaluación parcial: cada una de ellas representará un 30% de la nota final. Para aprobar la asignatura mediante la evaluación continua, se requiere obtener una nota mínima de 4 puntos (sobre 10) en cada prueba de evaluación parcial y un mínimo de 5 puntos (sobre 10) en la nota final. Para aprobar la asignatura por evaluación NO-continua (un solo examen final), se requiere obtener una nota mínima de 5 puntos (sobre 10) en dicho examen final. Evaluación Sumativa Actividad evaluable: Resolución y entrega de ejercicios individualmente. Momento: Todo el curso Lugar: Aula Peso en la calificación: 10% Actividad evaluable: 1ª Prueba de Evaluación Parcial (temas 1 al 3 de los contenidos) Momento: 7 de noviembre Lugar: Aula Peso en la calificación: 30% Actividad evaluable: 2ª Prueba de Evaluación Parcial (temas 1 al 4 de los contenidos) Momento: 12 de diciembre Lugar: Aula Peso en la calificación: 30% Actividad evaluable: 3ª Prueba de Evaluación Parcial (temas 1 al 5 de los contenidos) Momento: 26 de enero de 2012 Lugar: Aula Peso en la calificación: 30%
Publicación del Grupo de Investigación BIT en Science
La Publicación en la revista Science (de la que se hacen eco el periódico el Mundo y la U.P.M.) del objetivo alcanzado por un consorcio franco-español formado por el Centro Nacional de Investigación Científica francés CNRS, la École Polytechnique de Paris y el grupo Biomedical Image Technologies, dirigido por el catedrático Andrés Santos, de la Universidad Politécnica de Madrid y miembro del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingen
Laboratorio de Diseño Microelectrónico (LDIM)
PUBLICACIÓN DE NOTAS PROVISIONALES: 19 de febrero
LIMITE DE PETICION DE REVISIÓN: 23 de febrero
PUBLICACIÓN DE NOTAS DEFINITIVAS: 25 de febrero
PUBLICACIÓN DE NOTAS PROVISIONALES:29 de enero
LIMITE DE PETICION DE REVISIÓN: 23 de febrero
PUBLICACIÓN DE NOTAS DEFINITIVAS: 8 de marzo
PUBLICACIÓN DE NOTAS PROVISIONALES:16 de febrero
LIMITE DE PETICION DE REVISIÓN: 19 de febrero
PUBLICACIÓN DE NOTAS DEFINITIVAS: 24 de febrero
