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Línea de Especialización
Electrónica y Sistemas de Instrumentación
1.- Propósito de la línea de especialización
Dar una formación sólida en el análisis y diseño de sistemas electrónicos
que procesan señales analógicas y digitales ya sea concibiendo el circuito
en electrónica integrada o bien utilizando circuitos de uso general
disponibles. La línea apunta a una especialización que le permita a los
egresados desempeñarse en el sector productivo diseñando aplicaciones de
sistemas electrónicos o bien desarrollando sistemas de instrumentación con
aplicaciones en la producción, los servicios o bien en el ámbito de la
investigación científica. En este último caso se contempla la inclusión de la
instrumentación astronómica, actividad que se encuentra en pleno
desarrollo en la Facultad. Las posibilidades en la formación de los
estudiantes incluyen entender la física de dispositivos electrónicos,
tecnología para su fabricación, herramientas para el diseño de circuitos
integrados, tecnologías de desarrollo con bloques funcionales que permiten
la construcción de los sistemas y su optimización.
2.- Listado de profesores
Profesores de Jornada Completa:
• Nicolás Beltrán M.
• Patricio Mena.
• Ernest Michael.
• Javier Ruiz del Solar.
• Marcos Díaz.
Profesores de Jornada Parcial:
• Víctor Grimblatt.
• Alejandro Ehrenfeld.
3.- Requisitos de la línea de especialización.
La línea de especialización requiere que se tomen los cursos EL4102
Arquitectura de Computadores y EL5202 Laboratorio de Sistemas
Digitales.
Además, se deben tomar al menos cinco cursos de los electivos de Pregrado
y Postgrado descritos a continuación.
4.- Descripción general de los cursos
• EL4102 Arquitectura de Computadores (Núcleo, Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que los
estudiantes entiendan y analicen las relaciones funcionales entre las
partes constituyentes de los sistemas computacionales y los
principios organizativos de los sistemas computacionales. Se espera
además que entiendan la interrelación existente entre los distintos
componentes de software y hardware de los sistemas
computacionales, analicen y diseñen software para programación de
bajo nivel de sistemas computacionales, analicen y evalúen el
funcionamiento y el rendimiento de sistemas computacionales, y
conozcan las tecnologías utilizadas en los sistemas computacionales
actuales
Contenidos:
i. Aspectos Básicos de Arquitectura de Computadores.
ii. Entrada y Salida.
iii. Aspectos Avanzados de Organización de Computadores.
iv. Software de Arquitectura de Computadores.
• EL5202 Laboratorio de Sistemas Digitales (Laboratorio de
núcleo, Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que el
estudiante analice el funcionamiento de fuentes de poder, circuitos
digitales de mediana complejidad, diversos tipos de sensores,
conversores de tipo análogo/digital y circuitos opto-electrónicos, y
diseñe sistemas digitales de complejidad media.
Contenidos:
i. Fuentes de Poder.
ii. Circuitos Digitales de Mediana Complejidad.
iii. Opto-Electrónica.
iv. Sensores y Conversión Análoga/Digital.
v. Diseño de Sistema Digital de Complejidad Media.
• EL6001 Física de Dispositivos Semiconductores (Electivo
de Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que el
estudiante entienda el principio de funcionamiento de varios
dispositivos basados en materiales semiconductores y que son
fundamentales en la tecnología actual. Entre los dispositivos
estudiados se tiene diodos y transistores. Además se hará una
introducción a dispositivos basados en materiales superconductores
que a pesar de ser más exóticos están en la frontera del desarrollo
tecnológico actual.
Contenidos:
i. Conceptos físicos fundamentales.
ii. Metales.
iii. Bandas de Energía.
iv. Semiconductores.
v. Dispositivos Semiconductores.
vi. Tecnologías de fabricación.
vii. Introducción a dispositivos superconductores.
• EL6002 Análisis y
Diseño de Circuitos Integrados
Análogos (Electivo de Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que los
estudiantes entiendan los efectos de segundo orden de transistores
MOS y BJTs y su uso en modelos más complejos para el diseño de
circuitos con estos dispositivos y que conducen a precisar mejor
ganancias, distorsión, desplazamientos en continua y ruido en ellos.
También,
que entiendan los conceptos de realimentación y
sensitividad en circuitos y el uso de técnicas para su diseño, analizar
en etapas simples la influencia en la respuesta de frecuencias de
efectos capacitivos tanto parasíticos como de parámetros
concentrados. Finalmente se espera que diseñen amplificadores
operacionales y de transconductancia enfatizando la simetría y
similitudes (matching), y filtros activos lineales en tiempo continuo
y en dominios discretos.
Contenidos:
i.
Modelos de dispositivos basados en circuitos integrados
activos (Bipolar, MOS y BICMOS).
ii.
Amplificadores de un transistor y de múltiple transistores.
iii. Espejos de corrientes, cargas activas y referencias.
iv. Múltiples estapas de salida.
v.
Amplificadores operacionales y de transconductancia.
vi. Respuesta en frecuencia de los circuitos integrados.
vii. Amplificadores realimentados, su respuesta en frecuencia y
estabilidad.
viii. Ruido en circuitos integrados.
• EL6003 Diseño de Circuitos Integrados Digitales (Electivo
de Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que los
estudiantes entiendan y conozcan los aspectos tecnológicos y
principios fundamentales del diseño de circuitos VLSI,
especialmente respecto de las tecnologías modernas CMOS VDSM
(very deep sub-micron), conozcan el diseño e integración de los
bloques básicos que conforman los circuitos integrados digitales, y
adquieran experiencia y conocimiento diseñando módulos de
circuitos VLSI.
Contenidos:
i. Introducción al diseño de circuitos integrados.
ii. Diseño temporal.
iii. Diseño de hardware digital usando Verilog HDL.
iv. Diseño de sistemas complejos.
v. Jerarquía y particionamiento.
vi. Máquinas de estado finito.
vii. Verificación y testbenches.
viii. Diseños de bajo consumo.
ix. Diseño para prueba (Design for Test).
• EL6004 Diseño de Sistemas con Dispositivos de Alto
Nivel de Integración (Electivo de Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que los
estudiantes conozcan el diseño de sistemas que tienen como
componente principal un circuito integrado de alta integración,
Digital Signal Processor – DSP o un Field Programmable Gate Array
(FPGA), que entiendan la estrategia de diseño top-down, hagan
recomendaciones acerca del flujo general de diseño con estos
circuitos y aborden un proyecto de diseño e implementación basado
en un dispositivo de alta integración utilizando herramientas de
desarrollo.
Contenidos
i. Dimensionamiento de capacidad de procesamiento, de
capacidades de memoria y de frecuencias mínimas necesarias.
ii. Elección de interfaces según la necesidad.
iii. Aislamiento de parte de potencia con otras de adquisición de
datos o comunicaciones.
iv. Estrategia de diseño top-down.
v. Proyecto de diseño e implementación basado en un dispositivo
de alta integración.
• EL6005 Laboratorio de Diseño, Fabricación y Armado de
Circuitos Impresos (Electivo de Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que los
estudiantes entiendan conceptos básicos de los circuitos impresos,
elementos de integridad de señales, emisiones e interferencias,
aterramiento y otras técnicas de diseño, simulación y conceptos
básicos de fabricación a nivel industrial. Además, adquieran
entrenamiento en la utilización de software de diseño de circuitos
impresos Orcad PCB y entrenamiento en la utilización de la línea de
prototipaje rápido.
Contenidos:
i. Conceptos básicos de circuitos impresos.
ii. Elementos de integridad de señales.
iii. Emisiones e interferencias.
iv. Manejo de “tierras” de circuitos (aterramiento).
v. Software de diseño de circuitos impresos Orcad PCB y
técnicas de prototipaje rápido.
• EL6006 Fotónica (Electivo de Pregrado)
Resultados de aprendizaje: Al final del curso se espera que los
estudiantes entiendan los principios fundamentales de la fotónica, la
unión entre óptica y electrónica que resulta en fotónica, su
generación, propagación, control tanto en el espacio libre como en la
materia, específicamente en fibras ópticas y semiconductores.
Además, que conozcan las aplicaciones de dispositivos existentes en
radioastronomía, telecomunicaciones, y metrología, entiendan y
analicen la tecnología de frontera disponible en el mercado.
Contenido:
i. Rayos Ópticos.
ii. Óptica de Ondas.
iii. Óptica Electromagnética.
iv. Polarización de la Luz.
v. Óptica Cuántica.