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2021/2022

Diseño de Sistemas Empotrados

Código: 102733 Créditos ECTS: 6
Titulación Tipo Curso Semestre
2500895 Ingeniería Electrónica de Telecomunicación OT 4 0
La metodología docente y la evaluación propuestas en la guía pueden experimentar alguna modificación en función de las restricciones a la presencialidad que impongan las autoridades sanitarias.

Contacto

Nombre:
Jordi Carrabina Bordoll
Correo electrónico:
Jordi.Carrabina@uab.cat

Uso de idiomas

Lengua vehicular mayoritaria:
catalán (cat)
Algún grupo íntegramente en inglés:
Sí
Algún grupo íntegramente en catalán:
Sí
Algún grupo íntegramente en español:
No

Equipo docente

Jordi Carrabina Bordoll
Raimon Casanova
Marc Codina Barbera

Prerequisitos


Es recomendable tener conocimientos de:

  • Programación C/C++
  • Sistema Operativo Linux
  • Tecnología de componentes electrónicos
  • Sistemas Electrónicos y Aplicaciones
  • Arquitectura de Computadores y Periféricos

Objetivos y contextualización


El objetivo global de esta asignatura es triple:

  • Adquisición dals criterios y las técnicas de diseño de sistemas electrónicos (embedded) completos.
  • Familiarización con los componentes, interfases, protocolos, diferentes niveles de software (BSP, HAL, MW, OS) y herramientas de desarrollo habituales.
  • Diseño de un sistema embebido específico sobre una plataforma de prototipado

Competencias

  • Actitud personal
  • Aprender nuevos métodos y tecnologías en base a sus conocimientos básicos y tecnológicos, con gran versatilidad de adaptación a nuevas situaciones.
  • Comunicación
  • Dirigir las actividades objeto de los proyectos del ámbito de sistemas electrónicos.
  • Hábitos de pensamiento
  • Hábitos de trabajo personal
  • Resolver problemas con iniciativa y creatividad. Tomar decisiones. Comunicar y transmitir conocimientos, habilidades y destrezas, comprendiendo la responsabilidad ética y profesional de la actividad del ingeniero técnico de telecomunicación.
  • Trabajo en equipo

Resultados de aprendizaje

  1. Adaptarse a situaciones imprevistas.
  2. Comunicar eficientemente de forma oral y/o escrita conocimientos, resultados y habilidades, tanto en entornos profesionales como ante públicos no expertos.
  3. Desarrollar el pensamiento sistémico.
  4. Desarrollar la curiosidad y la creatividad.
  5. Desarrollar un pensamiento y un razonamiento crítico.
  6. Diseñar y utilizar sistemas electrónicos complejos, que interactúen con elementos de transducción externos, dotándolos de la inteligencia necesaria para su operación de manera subordinada y/o autónoma.
  7. Generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional.
  8. Hacer un uso eficiente de las TIC en la comunicación y transmisión de ideas y resultados.
  9. Obtener soluciones hardware/software en aplicaciones de comunicación mediante el uso de interfases basadas en plataformas complejas.
  10. Optimizar sistemas empotrados desde el diseño y mediante la elección adecuada de las metodologías de diseño y tecnologías de implementación.
  11. Prevenir y solucionar problemas.
  12. Trabajar cooperativamente.

Contenido


1. Tecnología de Componentes Electrónicos Complejos

1.1 Sistemas HW / SW Embedded

1.2 Modelos de Computación

1.3 Microcontroladores

1.4 De los microcontroladores los SoCs (Systems-on-a-Chip)

1.5 Sensores y Microsistemas

 

2. Plataforma de referencia: Synergy

2.1 Integrated Solution Development Environment (ISDE)

2.2 Board Support Package (BSP)

2.3 Hardware Abstraction Layer (HAL)

2.4 Real-Time Operating System (RTOS)

2.5 Entorno y Librerías Funcional

2.6 Middleware

2.7 Conectividad

 

3. Plataformas y Subsistemas

3.1 Plataformas embedded industriales y abiertas

3.2 Kits de prototipado

3.3 Subsistemas de Comunicaciones

3.4 Dispositivos Reconfigurables para prototipado e implementación

3.5 Reguladores y relojes

3.6 Diseño, fabricación y montaje de PCBs

3.7 Estimación de costes e industrialización

4. Diseño de un sistema empotrado

4.1 Generación de ideas para el diseño de un sistema empodtrado y estudio de mercado 

4.2 Especificaciones funcionales y de presetaciones

4.3 Propuesta de arquitectura del sistema

4.4 Propuesta de implementación del sistema

4.5 Documentación

 

5. Seminarios (opcionales)

5.1 Diseño de PCBs de altas prestaciones

5.2 Sistemas Multiprocesador homogéneos y heterogéneos

5.3 Ejemplos de aplicaciones (IOT, wearables, procesamiento de imágenes, ...)

 

6. Prácticas de laboratorio                                                                               

Se realizarán 5 sesiones de análisis y programación de un sistema empotrado por partes sobre la plataforma Synergy de Renesas

 

 

 

Metodología


Actividades dirigidas: clases magistrales, seminarios y sesiones de laboratorio

Actividades supervisadas: trabajo de diseño de un sistema empotrado (uno por cada grupo de 2 o 3 alumnos), tutorías, (opcional) participación en una competición internacional de empresas de sistemas embedded

Actividades autónomas: estudio de conceptos y metodologías, preparación del trabajo de diseño y actividades de laboratorio, redacción de informes y presentaciones

Se propondrá la visita a una empresa de diseño y / o fabricación de sistemas embedded (siempre que sea posible).

 

Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.

Actividades

Título Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Tipo: Dirigidas      
Clases magistrales 26 1,04 5, 6, 9, 10
Seminarios de temas de actualidad 12 0,48 5, 6, 10
Sesiones de laboratorio 12 0,48 2, 5, 6, 10, 12
Tipo: Supervisadas      
Tutorias 12 0,48 5, 6, 9, 10
Tipo: Autónomas      
Estudio 68 2,72 2, 5, 6, 9, 10, 12
Preparación de sesiones de laboratorio 8 0,32 5, 6, 9, 10

Evaluación

La evaluación continua de la asignatura se basa en la siguiente ponderación:

  • Control parcial y / o Prueba final (35%)
  • Trabajo práctico de laboratorio (35%)
  • Trabajo grupal de diseño de un sistema empotrado (30%)

El trabajo de diseño en grupo y el trabajo de laboratorio son obligatorios para superar la asignatura y ambas se deben aprobar.

En caso de que la calificación del control parcial sea inferior a 4 se deberá hacer la prueba de síntesis para superar la asignatura.

Toda modificación de este método de evaluación por circunstancias no previstas será comunicada de forma adecuada a los alumnos afectados.

Actividades de evaluación

Título Peso Horas ECTS Resultados de aprendizaje
Control parcial 35% 2 0,08 2, 4, 5, 6, 7, 9, 12
Informes de resultados del trabajo de laboratorio 35% 2 0,08 2, 6, 8, 9, 10, 11, 12
Prueba de síntesis 35% 2 0,08 2, 3, 5, 6, 9, 10, 12
Trabajo grupal de diseño de un sistema empotrado 30% 6 0,24 1, 2, 4, 5, 6, 8, 7, 9, 10, 12

Bibliografía


Se utilizarán recursos web relacionados con las tecnologías actuales y material docente cedido por Renesas sobre la plataforma Synergy.

Para profundizar en la materia, se pueden consultar las siguientes fuentes bibliográficas:

  • F. Balar et al .: "Hardware-Software Co-Design of Embedded Systems: The POLIS Approach"
  • F. Hüning: Embedded Design for yate with Renesas Synergy Johnson
  • H.W., Graham M., "High-speed digital design: a handbook of black magic"

Ejemplo de competición internacional http://www.innovatefpga.com/portal/

Software

Entorno de desarrollo de la plataforma Renesas Synergy y placa empotrada para la descarga y ejecución de código.

https://www.renesas.com/us/en/products/microcontrollers-microprocessors/renesas-synergy-platform-mcus