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Diseño de Systems on Chip
(SoC)
Máster Universitario en Sistemas Electrónicos
Avanzados, Sistemas Inteligentes
Universidad de Alcalá
Curso Académico 2015/16
GUÍA DOCENTE
Nombre de la asignatura:
Código:
Diseño de Systems on Chip (SoC)
201757
Titulación en la que se imparte:
Máster Universitario en Sistemas Electrónicos
Avanzados. Sistemas Inteligentes.
Departamento y Área de
Conocimiento:
Electrónica/Tecnología Electrónica
Carácter:
Créditos ECTS:
Optativa
6
Curso y cuatrimestre:
Primer curso, segundo cuatrimestre
Raúl Mateos Gil
Profesorado:
Raúl Mateos: L 17-19, M 15-18
Horario de Tutoría:
Idioma en el que se imparte:
Español
1. PRESENTACIÓN
La asignatura de Diseño de Systems on Chip (SoC) es una asignatura optativa del
Plan de Estudios del Master Universitario en Sistemas Electrónicos Avanzados.
Sistemas Inteligentes. Dentro del plan de estudios de la titulación se encuentra
ubicada en el segundo cuatrimestre del primer curso.
El objetivo de esta asignatura es proporcionar al alumno los conocimientos
necesarios para que sea capaz de diseñar sistemas digitales de alto rendimiento.
Para ello se comenzará abordando la problemática asociada a los sistemas en
tiempo real y sus técnicas de diseño, así como las tendencias en el diseño de
sistemas digitales que procuran una reducción del tiempo de desarrollo, de los
costes y un aumento de la fiabilidad y reusabilidad. Profundizaremos en conceptos
de arquitecturas de microprocesadores avanzados, y el diseño de sistemas en chip.
Finalmente estudiaremos los sistemas digitales multiprocesador y sus aplicaciones.
Prerrequisitos y Recomendaciones (si es pertinente)
2. COMPETENCIAS
Competencias básicas y generales:
CB6
Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de
ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un
contexto de investigación.
2
CB7
CB8
CB9
CB10
CG1
CG2
CG3
Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su
capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos
dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su
área de estudio.
Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a
la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo
incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales
y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y
razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no
especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan
continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida
autodirigido o autónomo.
Capacidad para adquirir y asimilar conceptos avanzados multidisciplinares en
los que se basan los sistemas electrónicos avanzados al diseño de sistemas
inteligentes.
Búsqueda de principios teóricos y herramientas que fomenten su capacidad
de análisis e interpretación de resultados a partir de simulaciones y obtención
de resultados experimentales.
Incentivar la búsqueda de soluciones y mejoras a problemas de ingeniería
mediante la demostración de experiencias en los campos de investigación
relacionados con las áreas temáticas expresadas en el máster.
Competencias transversales:
CT1
CT2
CT3
CT4
CT5
Capacidad de organización y planificación.
Capacidad para trabajar en equipo.
Capacidad para la resolución de problemas.
Compromiso ético con el trabajo.
Motivación por la calidad.
Competencias específicas:
CE1
CE2
CE3
CE4
CE5
CE6
Compresión y dominio de metodologías avanzadas de diseño de sistemas
empotrados: diseño basado en plataforma y codiseño HW-SW.
Conocimiento de la arquitectura de los procesadores empotrados.
Capacidad para utilizar herramientas de desarrollo de Socs para FPGAs.
Capacidad de desarrollar aplicaciones SW para procesadores empotrados
tanto con en modo autónomo como con sistemas operativos de tiempo real.
Capacidad para determinar la arquitectura idónea de un SoC en función de
las necesidades requeridas por cada aplicación: elección del procesador
adecuado, diseño de la arquitectura de comunicaciones, dimensionado del
subsistema de memoria, etc.
Capacidad para desarrollar IPs específicos para una determinada aplicación
así como distintas alternativas de integración con el resto del sistema.
3
3. CONTENIDOS
Total de clases,
créditos u horas
Bloques de contenido (se pueden especificar los
temas si se considera necesario)
TEMA 1: Introducción a los sistemas empotrados:
metodologías avanzadas de diseño.

5 horas
TEMA 2: Procesadores para Sistemas empotrados.

4 horas
TEMA 3: Herramientas de desarrollo y verificación para
SoCs sobre FPGAs

4 horas
TEMA 3: Flujo de desarrollo software.

4 horas
TEMA 4: Arquitectura de buses y subsistema de
comunicaciones.

3 horas
TEMA 5: Desarrollo de IPs a medida.

4 horas
TEMA 6: Subsistema de memoria.

4 horas
TEMA 7: Trabajo final aplicado.

12 horas
Cronograma (Optativo)
Semana /
Sesión
Contenido
01ª

02ª

03ª

04ª

05ª

06ª

07ª

08ª

09ª

10ª

11ª

4
12ª

13ª

14ª

4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE.-ACTIVIDADES
FORMATIVAS
4.1. Distribución de créditos (especificar en horas)
Número de horas presenciales:
40 (4 horas de evaluación)
Número de horas del trabajo
propio del estudiante:
92
Total horas
150
4.2. Estrategias metodológicas, materiales y recursos didácticos
En el proceso de enseñanza-aprendizaje se realizarán las siguientes actividades
formativas:
•
Clases magistrales, tanto teóricas como prácticas.
•
Clases Prácticas: laboratorio.
•
Trabajos personales y estudio del estudiante.
•
Sesiones de discusión relacionadas con los trabajos propuestos a los
estudiantes.
•
Tutorías: individuales y grupales.
Además se podrán utilizar, entre otros, los siguientes recursos complementarios:
•
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 y plataforma basada en un dispositivo lógico programable), así como un
ordenador con software de diseño y simulación para Systems on Chip basados en
dispositivos lógicos programables. En esta asignatura, se propone que las prácticas
se realicen en grupos de dos alumnos.
5
Durante todo el proceso de aprendizaje en la asignatura, el alumno deberá hacer
uso de distintas fuentes y recursos bibliográficos o electrónicos. Además, el
profesorado proporcionará materiales propios elaborados específicamente para la
asignatura (documentos de fundamentos teóricos, manuales de prácticas, 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, e individuales
según las necesidades del mismo. 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 enseñanza-aprendizaje.
5. EVALUACIÓN: Procedimientos, criterios de evaluación y de calificación1
La asignatura consta de dos partes: teórico-práctica y trabajos específicos. Cada
una de estas partes podrá ser evaluada de forma continua, o mediante una prueba
final.
La parte teórico-práctica se evaluará de forma continua en función de una única
práctica global de laboratorio, teniendo en cuenta los siguientes aspectos:
seguimiento continuado individual en el laboratorio y en las tutorías, revisiones
quincenales de los avances realizados por el alumno en el desarrollo de la misma,
memoria realizada, y prueba individual en el laboratorio.
En cuanto a los trabajos que el alumno deberá realizar a lo largo del curso, éstos
serán evaluados de forma continua en función de los documentos entregados y de
las presentaciones realizadas. Se valorará tanto el contenido (acorde con lo
impartido en la asignatura) como el aspecto formal (estructura del documento,
calidad de la presentación, etc.). Igualmente se tendrá en cuenta la asistencia a las
presentaciones del resto de alumnos, así como la participación activa en las mismas.
En caso de renunciar a la evaluación continua, tanto la parte teórico-práctica como el
trabajo podrán ser evaluados de forma final en cada convocatoria oficial mediante
las correspondientes pruebas dispuestas a tal efecto.
Cada una de las partes deberá ser superada de forma independiente. En el caso de
la evaluación continua, la nota final se obtendrá de la siguiente ponderación:
-
Pruebas de supervisión del aprendizaje: 25%.
Seguimiento y presentación del proyecto práctico de laboratorio: 60 %.
Presentación y desarrollo de un trabajo de investigación: 15 %.
1
Es importante señalar los procedimientos de evaluación: por ejemplo evaluación continua, final,
autoevaluación, co-evaluación. Instrumentos y evidencias: trabajos, actividades. Criterios o
indicadores que se van a valorar en relación a las competencias: dominio de conocimientos
conceptuales, aplicación, transferencia conocimientos. Para el sistema de calificación hay que
recordar la Normativa del Consejo de Gobierno del 16 de Julio de 2009: la calificación de la
evaluación continua representará, al menos, el 60%. Se puede elevar este % en la guía.
6
Para el caso de evaluación no continua, la ponderación es:
- Presentación del proyecto práctico de laboratorio: 85%.
- Presentación de un trabajo de investigación: 15 %.
6. BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía Básica
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Real-Time Systems. Jane W. S. Liu. Prentice Hall. 2000.
Real-Time Systems and their Programming Languages. A. Burns and A.
J. Wellings. Addison-Wesley, 3rd Edition. 2001.
Embedded system design. P. Marwedel. Kluwer Academic Publishers.
2003.
Formal methods and models for system design. R. Gupta, P. Le
Guernic, S. vKumar Shukla, J Talpin. Kluwer Academic Publishers.
2004.
Analysis and synthesis of distributed real-time embedded systems. P.
Pop, P. Eles, Z. Peng. Kluwer Academic Publishers. 2004.
Specification and design of embedded systems. D. Gajski, F. Vahid, S.
Narayan, J. Gong. Prentice Hall 1994.
The codesign of embedded systems. A Unified Hardware/Sotfware
Representation. S. Kumar. Kluwer Academic Publishers. 1996.
Hardware/software Co-Design. Giovanni De Micheli y Mariagiovanna
Sami. Kluwer Academic Publishers. 1996.
Computer Architecture. A quantitative approach. Hennessy and
Patterson. Morgan Kaufmann.
Computer organization and architecture. W. Stalling. Prentice-Hall.
2000.
Advanced Computer Architecture. Kai Hwang. McGraw-Hill. 1991.
Bibliografía Complementaria (optativo)
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