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1 1. Datos generales de la asignatura Nombre de la asignatura: Clave de la asignatura: Créditos(Ht-Hp_créditos): Carrera: Sistemas Embebidos SIB Ingeniería Electrónica 2. Presentación Caracterización de la asignatura Esta asignatura le permite al estudiante de Ingeniería Electrónica, diseñar, analizar así y construir sistemas digitales. Además, le brinda la oportunidad de aplicar e integrar los conocimientos y habilidades adquiridas durante su formación y construir equipos y/o sistemas electrónicos para la solución de problemas en el entorno profesional, aplicando normas, técnicas y estándares nacionales e internacionales. Crear, innovar y transferir tecnología aplicando métodos y procedimientos en proyectos de ingeniería electrónica tomando en cuenta el desarrollo sustentable es una capacidad que desarrolla en esta materia. Simular modelos que permitan predecir el comportamiento de sistemas electrónicos empleando plataformas computacionales. Intención didáctica El temario está organizado en cinco unidades, en la primera unidad se encuentra los puntos conceptuales para conocer cada uno de los parámetros para desarrollar la aplicación de métodos donde estos intervienen. En la segunda unidad el alumno aprende a dar solución mediante métodos analíticos a problemas que se presentan cuando se usa corriente alterna en el estado permanente, también le da aplicación a la parte matemática que le sirve de herramienta en la solución de ecuaciones integró diferenciales de n-variables que se presenten en una red eléctrica. Aplicación de teoremas para dar respuesta a redes más simples. Para la unidad tres se le muestra al alumno que a partir de la corriente alterna surge otra llamada corriente directa en el estado permanente, donde se tienen

2 otro tipo de problemas pero que se pueden resolver con la aplicación de los 3. Participantes en el diseño y seguimiento curricular del programa Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico de Tehuacán, del 25 al 29 de Junio del Participantes Dr. Oscar L. Pérez Castañeda Ing. Martín Toriz Reyes Ing. Lorenzo Bertín Cruz López Ing. Alfredo Juárez García Ing. Marino Sánchez Oropeza Ing. Alberto Cortes M.C. Gerardo Cortes Lozano Ing. Juan José Ortiz Flores Observaciones Curso taller para la elaboración del Módulo de Especialidad de Ingeniería Electrónica. 4. Competencias a desarrollar Competencia general de la asignatura Aplicar las técnicas de diseño digital y uso micro-controladores para diseñar, integrar, y construir sistemas empotrados. Competencias específicas Diseñar e implementar sistemas digitales utilizando soft and hard core en combinación con recursos reprogramables. Competencias genéricas Desarrollo de la aplicación de conocimientos y habilidades relacionados con sistemas electrónicos adquiridos previamente. Desarrollo de la capacidad de integración de módulos diferentes para resolver un problema técnico. 5. Competencias previas de otras asignaturas Competencias previas

3 Análisis y diseño de sistemas digitales. Solución de problemas prácticos utilizando microprocesadores/micro-controladores. Arquitectura de Computadoras. Programar en algún lenguaje de alto nivel y en ensamblador de algún microprocesador/microcontrolador. 6. rio No s Nombre 1 Contadores y Máquinas de Estados Finitos en VHDL (FSM). 2 Uso de un FPGA con programación en VHDL. Subtemas 1.1 Diseño e implementación de Contadores Ascendentes/Descendentes. 1.2 Diseño e implementación de Máquinas Mealy. 1.3 Diseño e implementación Máquinas Moore. 1.4 Aplicaciones. 2.1 Arquitectura de alguna tarjeta con FPGA, como por ejemplo, la Basys 2 de Diligent. 2.2 Diseño digital usando FPGAs. 2.3 Uso del ISE de Xilinx. 2.4 Uso de Aldec-Active HDL. 2.5 Lógica Combinacional usando los elementos de la tarjeta como entradas/salidas (switches, potenciómetro, LEDs, Display 7 segmentos. etc). 2.6 Lógica Secuencial usando los elementos de la tarjeta. 3 Procesador empotrado de 8 bits. 3.1 Introducción. 3.2 Arquitectura Picoblaze. 3.3 Programación en Ensamblador Picoblaze. 3.4 Manejo de interrupciones. 3.5 Diseño híbrido con VHDL y Picoblaze.

4 4 Procesador empotrado de 16 bits, Micro-Blaze. 4.1 Introducción 4.2 Arquitectura Microblaze 4.3 Programación en Ensamblador Microblaze 4.4 Manejo de interrupciones 4.5 Aritmética de punto flotante 4.6 Procesamiento Digital 4.7 Herramientas de Diseño con VHDL. 5 Aplicaciones. 5.1 Sistemas Operativos de Tiempo Real. 5.2 Diseño de aplicaciones de procesamiento digital de señales e imágenes. 7. Aprender a diseñar e implementar FSM, como base para la secuencia de un sistema digital, utilizando VHDL y la herramienta generadora de Estados Finitos de Xilinx. Capacidad de análisis y síntesis Trabajo en equipo Contadores y Máquinas de Estados Finitos en VHDL (FSM). Realizar programas en VHDL para generar contadores y FSM. Implementar, simular y verificar el funcionamiento correcto de los programas en un tarjeta con FPGA. Desarrollar habilidad para la programación de un FPGA en la aplicación de sistemas digitales, utilizando entradas/salidas de una tarjeta basada en FPGA.

5 Capacidad de análisis y síntesis. Trabajo en equipo. Uso de un FPGA con programación en VHDL. Realizar programas en VHDL que deberán implementarse en el FPGA, utilizando las entradas y salidas de la tarjeta. Aprender e diseñar e implementar en un FPGA un microprocesador empotrado. Capacidad de análisis y síntesis Trabajo en equipo. Procesador empotrado de 8 bits. Diseñar e implementar en el FPGA el micro-controlador empotrado Pico-Blaze de 8 bits. Realizar programas en ensamblador para aplicaciones con PicoBlaze. Aprender e diseñar e implementar en un FPGA un microprocesador empotrado. Capacidad de análisis y síntesis Trabajo en equipo. Procesador empotrado de 16 bits, Micro-Blaze. Leer las referencias de esta

6 unidad. Realizar programas con el microprocesador Microblaze, empleando interrupciones y realizar máquinas de estados. Diseñar e implementar sistemas embebidos en VHDL. Utilizar la herramienta EDK (Electronic Design Kit). Desarrollará las habilidades de diseño, programación, implementación e integración de un microprocesador soft. Capacidad de análisis y síntesis Habilidades para buscar y analizar información proveniente de diferentes fuentes Trabajo en equipo. Aplicaciones. Diseñar e implementar filtros básicos y de algoritmos para procesamiento digital de señales e imágenes. 8. Prácticas (para fortalecer las competencias de los temas y de la signatura) Adquisición de Datos. Procesador de 8 bits en FPGA. Programación de entrada/salida. Control de procesos. Procesador de 16 bits. Procesamiento digital de señales. Procesamiento digital de imágenes.

7 9. Proyecto integrador (para fortalecer las competencias de la asignatura con otras asignaturas) Realizar un proyecto que englobe el contenido de la materia. 10. Evaluación por competencias (específicas y genéricas de la asignatura) El estudiante deberá demostrar habilidades en: Análisis y selección de dispositivos programables. Programación con VHDL. La programación en ensamblador de Picoblaze y Microblaze Realizar interfaces a dispositivos de entrada y salida. Realizar Soc s con la tarjeta FPGA disponible, incluyendo su aplicación en automatización y control de procesos de automatización y control de procesos. 11. Fuentes de información (actualizadas considerando los lineamientos de la APA*) 1 David G. Maxinez /Jessica Alcalá; VHDL: El arte de programar sistemas digitales; CECSA. 2 XILINX, documentos de: UG129, XAPP MicroBlaze Microcontroller Reference Design User Guide v1.5 4 PicoBlaze 8-bit Embedded Microcontroller, User Guide for Spartan-3, Virtex-II. 5 Ken Chapman. Virtex-II Pro FPGAs PicoBlaze 8-Bit Microcontroller for Virtex-E and Spartan-II/IIE Devices. *American Psychological Association (APA)

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