Planificación de Dispositivos Lógicos Programables (2011)

La asignatura optativa Dispositivos lógicos programables está organizada en dos unidades. La unidad 1 comprende los dispositivos lógicos programables de arquitectura configurable. La configurabilidad es un concepto asociado a aquellos circuitos integrados en donde su función se puede modificar utilizando solamente una parte de los elementos que lo componen y/o cambiando la interconexión entre ellos. En la literatura anglosajona se suelen denominar simplemente programables. Es posible clasificar a estos circuitos integrados en dos grandes grupos. Los más simples son aquellos con recursos de interconexión concentrados o de organización matricial (en inglés Programmable logic devices o PLD). Los más complejos poseen recursos de interconexión distribuidos (en inglés Field programmable gate array o FPGA). La unidad 2 trata acerca de los dispositivos lógicos programables de arquitectura fija. Estos circuitos integrados se caracterizan por poseer un sistema físico –hardware- en el que los elementos que lo componen están unidos mediante conexiones fijas que no pueden ser modificadas por el usuario. Dentro de esta categoría, los circuitos integrados más complejos que podemos encontrar son los microcontroladores. Un microcontrolador es un circuito integrado que contiene dentro de un solo chip, una computadora completa.

Al concluir el curso los alumnos deberán ser capaces de:

1. Conocer y evaluar los distintos métodos de implementación de sistemas embebidos.
2. Desarrollar e implementar un sistema embebido con microcontroladores de complejidad media.
3. Desarrollar y simular un sistema embebido con lógica programable.
   

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Los alumnos deberán manejar conocimientos básicos de elctrónica y lógica digital para lo cual se recomienda haber cursado la asignatura electrónica digital

Las clases combinan distintas modalidades de intervención docente.

• Algunas clases del tipo clase magistral donde el profesor desarrolla alguna temática que presenta un grado de dificultad especifico y requiere un abordaje interdisciplinario
• Formación experimental en el laboratorio de electrónica  donde los alumnos intercambian puntos de vista, interactuan creativamente y aprenden a trabajar en equipo. Esta modalidad se utiliza lo largo de toda la asignatura.
• Estudio de casos para posibilitar la integración entre teoría y practica.
• Aprendizaje basado en problemas para la Unidad 1 mediante el Problema de Ingeniería No 1.

Slides para las dos primeras clases de la materia

Dispositivos lógicos programables de arquitectura configurable. PLD, CPLD y FPGA. Metodología de diseño. El lenguaje VHDL y el entorno ISE de Xilinx.

Introducción al lenguaje VHDL. Descripción funcional, de flujo de datos y estructural. Problema 1 Describir en VHDL y simular: a) un multiplexor 4 a1;  b) un semisumador;  c) un conversor BCD a 7 segmentos.

VHDL concurrente y secuencial. Máquinas de estado. Problema 2 a) Diseñar con estilo estructural y simular un sumador completo de 8 bits. Utilizar semisumadores. b) Realizar el mismo diseño con un estilo funcional

Introducción a los microcontroladores PIC de gama media. El PIC 16F84A. Repertorio de instrucciones y modelo de programación.

Modelo de memoria, gestión de la interrupciones y registros de propósito específico. Temporizadores. El watchdog timer. Entrega de los problemas 1 y 2

Diseños de sistemas con switches y leds. El entorno MPLAB. Simulación con el ISIS de Proteus.

Ejemplo 1: Examinar y comprender el sistema de control de un semáforo traffic lights provisto por la cátedra. Simularlo.

Problema 3. Diseñar un sistema contador binario capaz de contar de 0 a 255 mediante la visualización de 8 leds. El sistema debe tener un pulsador R (reset) y otro C (cuenta). Cada vez que se presiona C la cuenta avanza una unidad, presionado R la cuanta vuelve a cero. Dibujar el esquemático con la herramienta ISIS y simularlo. Generar el PCB layout, exportando el sistema a la herramienta ARES

Conexión y barrido de un display de 7 segmentos y un teclado matricial. Entrega del problema 3.

Problema 4 Diseñar un sistema que explore de un teclado matricial y muestre el número pulsado en un display de 7 segmentos. Simularlo.

Estudio de casos

Semana de examen y consultas

Examen recuperatorio y consulta de trabajos prácticos

El alumno accederá a la condición de REGULAR, si cumple con las siguientes condiciones de cátedra:

A - Obtener en 2 evaluaciones parciales, una calificación promedio superior a los 60 Puntos. Con ninguna nota inferior a 50 Puntos en cada parcial.

B - Responder a la totalidad de los cuestionarios y puntos incluidos en cada práctica de laboratorio o gabinete, en los tiempos y forma exigidos por el responsable docente de cada comisión. El alumno deberá contar con una carpeta de trabajos prácticos individual, con la totalidad de los cuestionarios y práctica efectuada.

C - Asistir al 80% de las clases teóricas y prácticas, dictadas durante el presente cuatrimestre.

Alumno Promocional

El alumno accederá a la condición de PROMOCIONADO, si cumple con las siguientes condiciones de cátedra:

A - Obtener en 2 evaluaciones parciales, una calificación promedio superior a los 80 Puntos. Con ninguna nota inferior a 60 Puntos en cada parcial.

B - Presentar en los tiempos y forma establecidos por la cátedra, un trabajo sobre un tema aceptado o propuesto por la misma.

Dichos temas serán presentados por la cátedra con la antelación requerida para su cumplimiento con un cronograma para su evaluación y presentación.

C - Responder a la totalidad de los cuestionarios y puntos incluidos en cada práctica de laboratorio o gabinete, en los tiempos y forma exigidos por el responsable docente de cada comisión. El alumno deberá contar con una carpeta de trabajos prácticos individual, con la totalidad de los cuestionarios y práctica efectuada.

D - Asistir al 80% de las clases teóricas y prácticas, dictadas durante el presente cuatrimestre.

E- Aprobar el Coloquio Final Integrador

Evaluación de los problemas 1 y 2

El examen incluye la unidad 1: Dispositivos lógicos programables de arquitectura reconfigurable, síntesis en VHDL

Evaluación del problema Nro 3

Unidad 2; programacion de microcontroladores PIC de gama media

Evaluación del problema 4

Examen recuperatorio de ambos parciales