Electrónica Digital. Grado en Ingeniería en Electrónica y Automática Industrial. Universidad de Alcalá

Transcripción

1 Electrónica Digital Grado en Ingeniería en Electrónica y Automática Industrial Universidad de Alcalá Curso Académico 011/01 Curso º Cuatrimestre 1º

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Electrónica Digital Código: Titulación en la que se imparte: Departamento y Área de Conocimiento: Carácter: Obligatoria Créditos ECTS: 6 Curso y cuatrimestre: Grado en Ingeniería en Electrónica y Automática Industrial Electrónica / Tecnología Electrónica 1º curso / º cuatrimestre Profesorado: Consultar página web Horario de Tutoría: Consultar página web Idioma en el que se imparte: Español 1. PRESENTACIÓN La asignatura de Electrónica Digital pretende introducir al alumno en el estudio y diseño de sistemas digitales básicos, tanto combinacionales como. Se realiza una introducción a los lenguajes de descripción hardware (HDL) y los dispositivos lógicos programables (PLD s). Así se sientan las bases para poder abordar los sistemas basados en microprocesadores, microcontroladores, sistemas hardware específicos, etc., que se estudiarán en asignaturas posteriores. Para el buen aprovechamiento de la asignatura será necesario tener los conocimientos previos adquiridos durante el segundo cuatrimestre del primer curso en las asignaturas de Análisis de Circuitos y Física II.. COMPETENCIAS Esta asignatura permitirá adquirir las siguientes competencias de carácter profesional, definidas en el Apartado 5 del Anexo de la Orden CIN/351/009, y contribuye a adquirir las competencias genéricas definidas en el apartado 3 de dicho Anexo. Competencias de carácter profesional: 1. Conocimientos de los fundamentos de la electrónica.

3 . Conocimiento de los fundamentos y aplicaciones de la electrónica digital y microprocesadores. 3. Capacidad para diseñar sistemas electrónicos analógicos, digitales y de potencia. Competencias específicas: 1. Capacidad para diseñar sistemas electrónicos digitales.. Conocimiento de las funciones lógicas que describen un sistema digital, así como su implementación a partir de puertas lógicas básicas. 3. Conocimiento de los distintos circuitos combinacionales empleados en sistemas digitales. 4. Conocimiento de las técnicas y los circuitos para la implementación de operaciones aritméticas binarias básicas. 5. Conocimiento del funcionamiento y aplicación de los sistemas. 3. CONTENIDOS Bloques de contenido Presentación. Aspectos generales de circuitos digitales. Álgebra de Boole. Puertas lógicas básicas. Síntesis de funciones lógicas Análisis y diseño de circuitos electrónicos combinacionales. Introducción a PLD s. Total de horas (T / Ej / Lab) 4 / / 0 8 / 6 / 8 Análisis y diseño de circuitos electrónicos 8 / 8 / 4 Síntesis de sistemas digitales 4 / / 0 Estos contenidos suman las 54 horas de clases presenciales de teoría, ejercicios y laboratorio que, sumadas a dos horas de pruebas de evaluación intermedia y a dos horas de evaluación final, completan 58 horas presenciales totales de la asignatura, tal y como se muestra en la metodología y se desglosa en el cronograma. 3

4 Cronograma A continuación se muestra el cronograma aproximado de las clases de teoría (grupo grande), ejercicios (grupo grande y pequeño) y laboratorio (grupo pequeño) divididas en 14 semanas. Cada grupo dispone de una planificación semanal detallada de las clases adecuada a su horario, fiestas, etc. que podrá encontrar en el cuaderno del alumno en la página web de la asignatura. Sem Teoría h Ejercicios h Laboratorio h Parciales h 1 Presentanción + Introducción Apectos generales Sínt. Funciones lógicas, Karnaugh 3 combinacionales Ejs ctos combinacionales 4 combinacionales Ejs ctos combinacionales 5 combinacionales combinacional 6 combinacionales combinacional 7 Resolución de ejercicios combinacional en grupo grande (PLDs) Síntesis de sist. Síntesis de sist. Resolución de ejercicios en grupo grande Ejs ctos Ejs ctos Ejs ctos Ejs ctos combinacional (PLDs) secuencial secuencial PARCIAL 1 PARCIAL Examen Final TOTAL Figura 1. Cronograma genérico aproximado. Los alumnos disponen, también dentro del cuaderno del alumno en la página web de la asignatura, de una descripción detallada de cada clase que incluye: Contenidos de cada clase presencial. Material disponible para cada clase. Trabajo que el alumno debe realizar antes y después de cada clase en las horas asignadas para su trabajo. 4

5 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES FORMATIVAS 4.1. Distribución de créditos Número de horas presenciales: Número de horas del trabajo propio del estudiante: Total horas 58 horas (56 horas de clase presencial + horas de evaluación final) 9 horas 150 horas 4.. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos En el proceso de enseñanza-aprendizaje se realizarán las siguientes actividades formativas: Clases teóricas impartidas en grupos grandes basadas en clases expositivas que permitan al docente introducir los conocimientos necesarios para el correcto desarrollo del proceso de aprendizaje. Estas clases presentarán contenidos imprescindibles objeto de un aprendizaje conceptual razonado que sirva posteriormente para desarrollar competencias más amplias. Clases prácticas impartidas mayoritariamente en grupos pequeños basadas en la resolución de ejercicios y problemas. El objetivo de estas clases será promover un aprendizaje significativo que permita al alumno profundizar en los conocimientos teóricos adquiridos, relacionarlos y aplicarlos de manera creativa a la resolución de situaciones que, a medida que avance el curso, irán pareciéndose paulatinamente a problemas de ingeniería reales. Clases prácticas de laboratorio impartidas exclusivamente en grupos pequeños basadas en la resolución de problemas. Tutorías: individuales y grupales. Trabajo previo y posterior del alumno: parte impresicindible del proceso de enseñanza-aprendizaje que estará guiado y descrito con detalle en el cuaderno del alumno citado con anterioridad. Además se podrán utilizar, entre otros, los siguientes recursos complementarios: Trabajos individuales o en grupo: que podría supone, además de su realización, la correspondiente exposición pública ante el resto de compañeros para propiciar el debate. Asistencia a conferencias, reuniones o discusiones científicas relacionadas con la materia. A lo largo del curso al alumno se le irán proponiendo actividades y tareas tanto teóricas como prácticas. Se realizarán distintas prácticas coordinadamente con la impartición de los conceptos teóricos, de manera que el alumno pueda experimentar tanto individualmente como en grupo, consolidando así los conceptos adquiridos. Para la realización de las prácticas, el alumno dispondrá en el laboratorio de un puesto con instrumental básico (osciloscopio, fuente de alimentación, generador de señal), así como un ordenador con software de diseño y simulación para lenguajes 5

6 de descripción hardware. En esta asignatura, se propone que las prácticas se realicen en grupos de dos alumnos. Durante todo el proceso de aprendizaje en la asignatura, el alumno deberá hacer uso de distintas fuentes y recursos bibliográficos o electrónicos, de manera que se familiarice con los entornos de documentación que en un futuro utilizará profesionalmente. Además, el profesorado proporcionará materiales propios elaborados específicamente para la asignatura (documentos de fundamentos teóricos, colecciones de ejercicios y problemas, manuales de prácticas, audiovisuales, etc.) de manera que el alumno puede cumplir con los objetivos de la asignatura, así como alcanzar las competencias previstas. El alumno dispondrá a lo largo del cuatrimestre de tutorías grupales (si son solicitadas por los propios alumnos) e individuales. Ya sea de manera individual o en grupos reducidos, estas tutorías permitirán resolver las dudas y afianzar los conocimientos adquiridos. Además, ayudarán a realizar un adecuado seguimiento de los alumnos y a evaluar el buen funcionamiento de los mecanismos de enseñanzaaprendizaje. Finalmente, todo el desarrollo de la asignatura se detallará pormenorizadamente en la página web de la asignatura (ver cuadro al principio del documento). En la página estarán disponibles todos los materiales elaborados para la asignatura, transparencias, enunciados y soluciones de ejercicios, enunciados de los problemas para las prácticas, cronogramas detallados para cada grupo y clase, notas de las pruebas intermedias y toda aquella información que los docentes consideren oportuna para el correcto proceso de enseñanza-aprendizaje. 5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación 5.1 CRITERIOS DE EVALUACIÓN El objetivo del proceso de evaluación es analizar qué competencias ha adquirido el alumno y en qué grado. Se plantean las pruebas y procedimientos detallados más adelante con el fin de extraer y valorar los criterios de evaluación que se exponen a continuación: Que el alumno sea capaz de resolver conceptualmente y correctamente problemas de análisis y diseño de circuitos combinacionales y, síncronos y asíncronos, que, abordando los temas teóricos explicados en clase, sean nuevos y distintos de los resueltos en las clases de ejercicios. Que el alumno integre los conocimientos conceptuales explicados en los distintos temas de teoría para poder resolver de manera creativa y original los problemas que se le planteen. Que el alumno exponga y defienda de manera clara y razonada sus propuestas para la resolución de los problemas planteados. Que el alumno implemente en la práctica circuitos físicos que den solución a los problemas planteados integrando los conocimientos adquiridos sobre componentes discretos y lenguajes de descripción hardware y haciendo uso de los recursos bibliográficos y herramientas informáticas a su alcance. 6

7 Que el alumnno sea capaz de generar documentación correctamente redactada, clara y precisa sobre el trabajo realizado en el laboratorio. 5. PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN Y CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Para valorar estos criterios, se proponen distintas pruebas y ejercicios que se detallan a continuación junto con los correspondientes criterios de calificación. En primer lugar, los alumnos disponen de dos métodos de evaluación: evaluación continua o no continua. Para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje, los docentes de la asignatura recomiendan optar por el modelo de evaluación continua pero, respetando la normativa de la Universidad de Alcalá, se pone a disposición del alumno un proceso alternativo de evaluación final. Respetando dicha normativa reguladora de los procesos de evaluación de los aprendizajes (aprobada en Consejo de Gobierno de 4 de marzo de 011) según lo indicado en su Artículo 10, párrafo, los alumnos tendrán un plazo de quince días para solicitar por escrito al Director de la Escuela Politécnica Superior su intención de acogerse al modelo de evaluación no continua aduciendo las razones que estimen convenientes. La evaluación del proceso de aprendizaje de todos los alumnos que no cursen solicitud al respecto o vean denegada la misma se realizará, por defecto, de acuerdo al modelo de evaluación continua descrito anteriormente. Para cada metodología se llevarán a cabo los siguientes procedimientos y se tendrán en cuenta los criterios de calificación marcados en negrita: En la convocatoria ordinaria: a. Evaluación continua: Los alumnos que opten por evaluación continua deberán realizar las siguientes pruebas a lo largo del curso: i. Un test de conocimientos básicos al final de los cuatro primeros temas que se realizará en la web de la asignatura albergada en la plataforma oficial de la Universidad de Alcalá (Blackboard UAH) y consistirá en cinco preguntas de respuesta múltiple. El alumno podrá hacer cada test 10 veces como máximo para responder correctamente todas las preguntas y cada test estará abierto en la plataforma durante una semana. Esta parte de la evaluación no sumará ningún tipo de puntuación a la nota del alumno aunque su realización será imprescindible para la evaluación continua. ii. Diversas entregas de ejercicios y exposiciones en público de las soluciones aportadas a los mismos en las clases de ejercicios. Estas entregas se definirán y avisarán convenientemente según avance el curso (10% de la nota final del alumno). iii. Una prueba de evaluación intermedia de la parte dedicada a los circuitos combinacionales, que consistirá en varias cuestiones de duración y dificultad idéntica a la del examen final (15% de la nota final del alumno). iv. Una prueba de evaluación intermedia de la parte dedicada a los circuitos con las mismas características que la anterior (15% de la nota final del alumno). v. Tres prácticas de laboratorio que cubrirán los conocimientos teóricos del bloque de circuitos combinacionales y (0% de la nota final del alumno) 7

8 vi. Un examen final con varias cuestiones (análisis y/o síntesis) de desarrollo corto referidas a aspectos concretos del temario abarcado por las clases de teoría y ejercicios (30% de la nota final del alumno) y una cuestión que garantice el aprovechamiento de laboratorio (10% de la nota final del alumno). Para considerar superada la evaluación continua, los alumnos deberán haber superado al menos 4 de los 5 test de conocimientos básicos (Blackboard UAH) con la máxima puntuación, deberán haberse presentado a las pruebas de evaluación intermedia (sin nota mínima), tendrán que obtener una calificación en la suma de estas pruebas parciales y el examen final igual o superior a 3,5 puntos (sobre 7) y una calificación global igual o superior a 5 (sobre 10). El alumno que no habiendo solicitado la evaluación no continua se abstenga de participar en este proceso de enseñanza-aprendizaje no presentándose a las pruebas de evaluación intermedia, se considerará no presentado en la convocatoria ordinaria. Sin embargo, si el alumno se presenta a alguna de las pruebas de evaluación intermedia, será evaluado en la convocatoria ordinaria aun no presentándose al examen final. b. Evaluación no continua: Los alumnos que opten por la evaluación no continua deberán superar un examen final con los siguientes contenidos: i. Las mismas cuestiones del examen final de evaluación continua en la parte relativa a la adquisición de los contenidos de teoría y ejercicios (30%+10%). ii. Uno o dos problemas cuya resolución integre de manera amplia los contenidos de todos los temas de las clases de teoría y ejercicios (40%). iii. Tres prácticas de laboratorio que cubrirán los conocimientos teóricos del bloque de circuitos combinacionales y (0%). En la convocatoria extraordinaria: a. Evaluación continua: Los alumnos que, habiendo elegido evaluación continua y y habiendo superado los test de conocimientos básicos (Blackboard UAH) convenientemente, no obtengan una nota global final superior a 5 sobre 10 en la convocatoria ordinaria podrán, en caso de desearlo, conservar la nota de las pruebas parciales y del laboratorio para la convocatoria extraordinaria de julio. Esta convocatoria tendrá para ellos el mismo procedimiento y criterio de calificación descrito para la convocatoria ordinaria. b. Evaluación no continua: El procedimiento y el criterio de calificación para este tipo de evaluación serán idénticos en ambas convocatorias. De acuerdo a la normativa vigente y por considerarse la parte de laboratorio experimental esencial para la adquisición de las capacidades objetivo de la asignatura Electrónica Digital, la superación de las prácticas obligatorias presenciales será considerada elemento imprescindible de la evaluación, tanto en la convocatoria ordinaria como en la extraordinaria (normativa reguladora de los procesos de evaluación de los aprendizajes aprobada en Consejo de Gobierno de 4 de marzo de 011, Artículo 6, párrafo 4). Por esta razón, las prácticas de 8

9 laboratorio son comunes e imprescindibles en los dos tipos de evaluación: continua y no continua. Nota 1: El objetivo de las pruebas intermedias no es fragmentar el examen final ni la nota en parciales individuales sino: Permitir que el alumno conozca a lo largo del proceso de aprendizaje, con una prueba real y objetiva, cuáles son los criterios de evaluación y calificación que le fueron presentados al comienzo de la asignatura. Permitir que el alumno evalúe al final de cada bloque el proceso de aprendizaje que ha llevado a cabo así como las competencias y la destreza adquiridas. Dotar al profesorado de una medida de la calidad del proceso de implantación y desarrollo de la asignatura. El alumno recibirá información detallada del resultado de las pruebas intermedias para que pueda, junto con el profesor, evaluar el proceso de aprendizaje, detectar las carencias y plantear los problemas que puedan surgir. Las pruebas intermedias no liberan materia para el examen final, puesto que el objetivo de éste es evaluar la adquisición global de las competencias objetivo de la asignatura. Y una de estas competencias, de vital importancia en esta asignatura, es la capacidad de aplicar e interrelacionar todos los conocimientos adquiridos de forma conjunta y coordinada a la resolución de un problema. Cualquier alumno que no quede satisfecho con la nota de sus pruebas intermedias, puede renunciar a dicha nota y presentarse a la parte b.ii del examen final. De esta forma las pruebas intermedias pueden ser, de manera efectiva, una herramienta de de autoevaluación y mejora del proceso de aprendizaje sin suponer una penalización para aquellos alumnos que no las superen satisfactoriamente. 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica Documentación explícitamente preparada por el profesorado para la asignatura, que será proporcionada a los alumnos de manera directa a través de la página web de la asignatura (incluye transparencias, apuntes, hojas de características y colecciones de ejercicios). Circuitos electrónicos digitales. Manuel Mazo y otros. Servicio de Publicaciones. Universidad de Alcalá. Libro de referencia básico escrito por los profesores del Dpto. de Electrónica de la Universidad de Alcalá para el desarrollo de esta asignatura. Problemas de electrónica digital. Manuel Mazo y otros. Servicio de Publicaciones. Universidad de Alcalá. Compendio de ejercicios preparado para la asignatura por los profesores del Departamento con ejercicios básicos y pedagógicos que ayuden a asimilar los conceptos teóricos explicados en clase y con ejercicios más complejos tomados de diversas convocatorias de examen. Páginas web sobre la temática de la asignatura que serán previamente seleccionadas por el profesorado. Bibliografía Complementaria 9

10 Fundamentos de sistemas digitales. T.L. Floyd. Prentice Hall. Amplia y detallada introducción a la electrónica digital que abarca todos los aspectos del temario excepto el diseño de circuitos síncronos. Aborda temas que exceden los objetivos de la asignatura como la parte de introducción a los computadores. Es especialmente interesante por la cantidad de ejemplos resueltos y ejercicios propuestos. Sistemas Digitales. Principios y aplicaciones. R. J. Tocci. Prentice Hall. También es un libro con una amplia introducción a la electrónica digital que se ajusta bastante bien a los conceptos básicos de este curso. En especial en los relativo a la parte de aritmética binaria. 10