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PLANIFICACIÓN DOCENTE
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS
ASISTIDO POR COMPUTADOR
Departamento/área Departamento de I. eléctrica, electrónica, automática y
comunicaciones./ Tecnología eléctrica
PRÁCTICAS
Horas ECTS: (1) TEÓRICAS
Nº créditos Plan 6
Vigente
Horas
presenciales
Curso académico: 2007/2008
Seminarios
Tipo asignatura:
Duración:
Horas
trabajo
dirigido
Optativa
Horas de estudio
Cuatrimestral Horas evaluación
Semestre/Curso:
2º
Profesor:
Despacho:
E-mail:
Extensión
teléfono:
20422
Total horas
Suma total
horas
h
Miguel Martínez Iniesta
1D10
Miguel.Martínez@uclm.es
2487
de
(1) Sólo asiignaturas de 1er. cu
urso
Código:
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
TUTORÍAS
LUNES
9:30 – 13:30
JUEVES
9:00‐10:00
12:00‐13:00
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
La asignatura trata el diseño de circuitos electrónicos digitales mediante
herramientas EDA (Electronics Design Automation)
Automation), que permite abordar
sistemas complejos.
Para ello se utiliza el lenguaje de descripción de hardware VHDL, tanto desde
el punto de vista de modelado y simulación de circuitos, en la verificación del
correcto funcionamiento de los diseños, como en su posterior síntesis
automática sobre dispositivos programables y configurables tipo CPLD o
FPGA.
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
Objetivos
•Introducir
Introducir al alumno al diseño con herramientas
CAD-EDA.
Utilizar lenguajes de descripción de hardware, en
•Utilizar
concreto VHDL, en el diseño, modelado y
simulación de circuitos digitales
•Aplicar el VHDL a la síntesis de circuitos digitales
•Estudiar la implementación de circuitos digitales
utilizando FPGA
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
TEORÍA:
Tema 1: Introducción al CAD‐EDA
1 1 Evolución del diseño electrónico
1.1 Evolución del diseño electrónico
1.2 Concepto de herramientas CAD‐EDA
1.3 Lenguajes de descripción de hardware
1.4 Metodologías y flujos de diseño
1.4 Metodologías y flujos de diseño
Tema 2: Fundamentos del lenguaje VHDL
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2.1 Características del VHDL: Lenguaje estructurado, concurrente, modelo temporal.
2.2 Ámbito de aplicación
2.3 Elementos de una descripción: Entidades y arquitecturas, bibliotecas y paquetes, configuraciones.
2.4 Bancos de pruebas (testbench)
Tema 3: Elementos del lenguaje VHDL
3.1 Tipos de datos
3.2 Operadores y expresiones
3.3 Objetos: constantes, variables, señales, ficheros.
3.4 Declaraciones: entidades, arquitecturas.
3.5 Sentencias secuenciales: wait, sentencias condicionales, bucles
3.6 Sentencias concurrentes: procesos, bloques when‐else, with‐select.
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
TEORÍA:
TEORÍA
Tema 4: Subprogramas
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4.1 Funciones
4.2 Procedimientos
4.3 Sobrecarga
Tema 5: Paquetes y bibliotecas
5.1 Paquetes
5 2 Bibliotecas
5.2 Bibliotecas
5.3 Alcance y visibilidad de las declaraciones 5.4 Configuraciones
Tema 6: VHDL para simulación
6.1 Modelo temporal
,
6.2 Ciclo de simulación: colas de eventos, retardos delta
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ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
TEORÍA:
TEORÍA
Tema 7: VHDL para síntesis
7.1 Restricciones
7 2 Di ñ d ló i
7.2 Diseño de lógica combinacional
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7.3 Diseño de lógica secuencial.
Tema 8: Modelado con VHDL
Tema
8: Modelado con VHDL
8.1 Modelado funcional, estructural y detallado.
Tema 9: Implementación de circuitos digitales mediante FPGA
Tema
9: Implementación de circuitos digitales mediante FPGA
9.1 Introducción a los circuitos lógicos Programables. Clasificación.
9.2 Circuitos configurables: FPGA. 9.3 Flujo de diseño de circuitos digitales con FPGA.
9.3 Flujo de diseño de circuitos digitales con FPGA.
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PRÁCTICAS:
Práctica 1: Introducción al modelado y simulación en VHDL con Modelsim Práctica 2: Modelado y simulación de bloques básicos combinacionales: multiplexores y sumadores bi i
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Práctica 3: Modelado y simulación de bloques básicos Práctica
3: Modelado y simulación de bloques básicos
secuenciales: biestables, registros, registros de desplazamiento y contadores. Práctica 4: Flujo de diseño con Xilinx ISE Webpack. Modelado y simulación de circuitos secuenciales mediante máquinas de i l ió d i it
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estados finitos. DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
PRÁCTICAS:
PRÁCTICAS
Práctica 5: Síntesís de circuito con VHDL. Diseño de un segundero Práctica
5: Síntesís de circuito con VHDL Diseño de un segundero
con FPGA.
Práctica 6: Diseño de un circuito para la gestión de un teclado PS2 con FPGA. Práctica 7: Diseño de un controlador de comunicaciones RS232 con FPGA.
FPGA
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
Bibliografía básica:
‐Apuntes de la asignatura.
‐The
The designer
designer'ss guide to VHDL, Peter J. Asheden, Morgan Kaufmann, 1995
guide to VHDL Peter J Asheden Morgan Kaufmann 1995
‐Diseño de sistemas digitales con VHDL, Serafín Alonso Pérez et al, Thomson, 2002
‐VHDL Lenguaje estándar de diseño electrónico, Luis Terés et al, Mc Graw Hill , 1988
Complementaria:
‐VHDL : Lenguaje para síntesis y modelado de circuitos,
Fernando Pardo, José A. Boluda, Ra‐ma , 1999
,
,
,
‐VHDL Made Easy, David Pellirn et al, Ed. Prentice Hall , 1997
Otras fuentes:
‐Xilinx students edition Version 4.2
‐Spartan 2 DataSheet. Xilinx
‐Manual del programa HDL Designer
‐Manual del programa Modelsim
‐Manual del programa Leonardo Spectrum
‐http://oretano.iele‐ab.uclm.es/~miniesta/index.html
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Metodología
Se combinan clases teóricas y resolución de problemas en el aula, en una fase inicial de introducción a la asignatura para adquirir los conceptos básicos, que se desarrollarán posteriormente en el laboratorio. Posteriormente se propone la elaboración de diseños en el laboratorio, a partir de un trabajo previo realizado por el alumno en base a la documentación proporcionada y la bibliografía recomendada, y con la tutorización del profesor. E l ió
Evaluación
Evaluación Continua
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La evaluación de la asignatura se realiza mediante la corrección de los problemas y ejercicios l ió d l
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propuestos en clase y mediante la corrección de las memorias y trabajos previos de documentación de las prácticas y diseños de laboratorio. La asistencia al laboratorio es obligatoria. obligatoria
Evaluación Final
Los alumnos que no superen de esta manera la asignatura realizarán un examen con
Los alumnos que no superen de esta manera la asignatura, realizarán un examen con cuestiones prácticas (30% de la nota) y una prueba práctica en el laboratorio (70% de la nota).
DISEÑO Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS
ELECTRÓNICOS ASISTIDO POR COMPUTADOR
Recomendaciones
Para seguir adecuadamente la asignatura es necesario haber cursado previamente las asignaturas de primero: Tecnología
haber cursado previamente las asignaturas de primero: Tecnología Electrónica y Fundamentos de Informática. Y la asignatura de segundo curso: Electrónica Digital, en el primer cuatrimestre.