Contenido electiva 1 dsp

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VICERRECTORÍA ACADÉMICA

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESARVICERRECTORÍA ACADÉMICA

IDENTIFICACIÓN

Nombre de la asignatura ELECTIVA 1Código de la asignatura EL 414Programa Académico ELECTRÓNICAIntensidad horaria semanal 2 HRCréditos académicos 2Requisitos DIGITALES I Y II, PROGRAMACIÓNDepartamento oferenteTipo

PRESENTACIÓN

La Electiva 1 de la línea de profundización de Procesamiento Digital de Señales es el empalme entre las asignaturas de digitales 1 y 2. En ella se profundiza en el buen uso de las señales a nivel digital, en la lógica de transferencia entre registros, las máquinas de estados finitos aplicados a la solución de problemas, uso del lenguaje de descripción de hardware (Very High Descrption Language, VHDL), aplicado a la FPGA y desarrollo de proyectos con las tarjetas Nexys 2 de Digilent.

JUSTIFICACIÓN

La Electiva I de la línea de profundización Procesamiento Digital de Señales es la primera de las asignaturas donde convergen los sistemas digitales y el procesamiento de señales dando inicio a una de las áreas de gran aplicabilidad. El conocimiento en el uso del lenguaje de programación VHDL y los dispositivos FPGA, junto con las herramientas de software le permiten al estudiantes elaborar un sin número de proyectos a elegir.

OBJETIVO GENERAL

Proporcionar a los estudiantes un buen manejo en la utilización de las FPGA y programación en VHDL para la elaboración de proyectos en el área de procesamiento digital de señales y afines.



OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Programar técnicamente en VHDL Utilizar adecuadamente la tarjeta Nexys 2 de Digilent Diseñar y presentar un proyecto final con la FPGA

COMPETENCIAS GENERALES

El estudiante al finalizar el curso, analiza situaciones reales y diseña una solución utilizando la FGPA. Programa en VHDL y muestra y expone su trabajo

ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS

Se emplean dos estrategias metodológicas, la primera parte son Clase tipo exposición con participación de los estudiantes y la segunda es el aprendizaje basado en proyecto principalmente

CONTENIDO

1. Introducción al las Electivas de Procesamiento Digital de Señales1.1.Objetivos1.2.Alcance, logros1.3.Metodología1.4.Bibliografía

2. Lógica secuencial síncrona2.1.Circuitos secuenciales2.2.Latches, flip-flops2.3.Análisis de de circuitos secuenciales temporizados2.4.Diagrama de estado2.5.Tablas de estado2.6.Asignación y reducción de estados

3. Registros y contadores3.1.Registros de desplazamiento3.2.Registro de desplazamiento universal3.3.Contadores

4. Memorias4.1.Tipos de memoria



4.2.Constitución de una memoria de acceso aleatorio4.3.Arreglos de memorias, extensión de la capacidad, y de la palabra.

5. Diseño a nivel de transferencia de registros5.1.Notación RTL5.2.Máquinas de estado algorítmico (ASM)5.3.Multiplicador binario secuencial5.4.Lógica de control5.5.Diseño con multiplexores5.6.Diseño libre de carreras5.7.Diseño libre de latches

6. Máquinas de estado finito6.1.Máquina de Mealy6.2.Máquina de Moore6.3.Ejemplo de diseño

7. Metodología de diseño7.1.Conceptos de herramientas CAD-EDA7.2.Diseño Bottom-Up7.3.Diseño Top-Down7.4.Ventajas del diseño Top-Down7.5. Ingeniería concurrente

8. Introducción al lenguaje VHDL8.1.El lenguaje VHDL8.2.VHDL describe estructura y comportamiento8.3.Ejemplo básico de descripción VHDL8.4. Presentación del proyecto final

9. Elementos sintácticos del VHDL9.1.Operadores y expresiones 9.2.Tipos de datos 9.3.Tipos escalares 9.4.Tipos compuestos 9.5.Subtipos de datos 9.6.Atributos 9.7.Declaración de constantes, variables y señales 9.8.Declaración de entidad y arquitectura 9.9.Desarrollo de ejercicios en programación VHDL

10.Ejecución concurrente10.1. Ejecución concurrente y ejecución serie10.2. Descripción comportamental RTL10.3. Estructuras de la ejecución concurrente RTL

11.Descripción serie comportamental abstracta11.1. Diferencias entre variable y señal11.2. Estructuras de la ejecución serie



11.3. Desarrollo de ejercicios en programación VHDL12.Subprogramas, paquetes y bibliotecas

12.1. Subprogramas12.2. Declaración de procedimientos y funciones12.3. Llamadas a subprogramas12.4. Sobrecarga de operadores12.5. Bibliotecas, paquetes y unidades12.6. Paquetes: PACKAGE y PACKAGE BODY12.7. Configuración: CONFIGURATION12.8. Desarrollo de ejercicios en programación VHDL

13.VHDL para simulación13.1. Los retrasos y la simulación13.2. Retrasos inerciales y transportados 13.3. Descripción de un banco de pruebas13.4. Notificación de sucesos13.5. Procesos pasivos13.6. Desarrollo de ejercicios en programación VHDL

14.VHDL para síntesis14.1. Restricciones en la descripción14.2. Construcciones básicas14.3. Descripción de lógica combinacional14.4. Descripción de lógica secuencial14.5. Desarrollo de ejercicios en programación VHDL

15.Conceptos avanzados en VHDL15.1. Buses y resolución de señales [1]15.2. Descripción de maquinas de estados [1]15.3. Desarrollo de ejercicios en programación VHDL

EVALUACIÓN

PRIMER CORTE (30%) SEGUNDO CORTE (30%) TERCER CORTE (40%)Parcial 1 12% Diapositivas 7%Talleres ó Exposición

18% Presentación Feria de la Electrónica 8%

Entrega de programas elaborados en VHDL

Entrega de proyecto (Hardware + Software) 25%

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- Lecturas Obligatorias.[1] M. Morris Mano y M. D. Ciletti, Digital Design, Fourth ed., Pearson, Prentice Hall. [6] R. J. Tocci y N. S. Widmer, Sistemas Digitales Principios y aplicaciones, Sexta ed., Pearson



Educacioón, 1996. [7] F. Pardo Carpio, «VHDL Lenguaje para descripción y modelado de circuitos,» Universidad de

Valencia, 1997.

- Lecturas Complementarias.[2] P. P. Chu, FPGA Prototyping by examples. Xilinx spartan-3 version, Hoboken, New Jersey:

Wiley-Interscience, 2008. [4] D. L. Perry, Vhd: programming by example, Fourth ed., McGraw-Hill, 2002.

- Lecturas Sugeridas.[3] P. J. Ashenden y J. Lewis, The designer's guide to vhdl, Third ed., Morgan Kaufmann Publisher,

2008. [5] S. Hauck y A. DeHon, Reconfigurable Computing. The theory and practice of FPGA-based

computation, Elsevier, 2008.

La Universidad cuenta con las siguientes bases de datos: PROQUEST, EBRARY, E-LIBRO, SAFARI, JURIVERSIA, LEGIS, AMBIENTALEX.INFO

Documents

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