Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo: Formación tecnológica transversal

Materia: Electrónica

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Descripción/Contenidos

-Representación digital de la información.
-Álgebra de Boole y funciones lógicas
-Circuitos combinacionales
-Circuitos secuenciales
-Memorias
-Circuitos digitales síncronos y asíncronos.
-Fundamentos de microcontroladores y microprocesadores
-Fundamentos de lenguajes de descripción hardware
-Fundamentos de conversión A/D y D/A

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Descriptores

Familias lógicas. Circuitos combinacionales. Circuitos Secuenciales. Memorias. Lenguajes de descripción de dispositivos de hardware. Introducción a los microprocesadores.

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Competencias genéricas

• CG6 - Comprender los conceptos básicos de circuitos y dispositivos electrónicos, principio físico de los semiconductores y familias lógicas, diseño de sistemas electrónicos y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
• CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
• CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
• CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

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Resultados aprendizaje

• R1. Conocer los fundamentos de los circuitos combinacionales y secuenciales
• R2. Analizar circuitos electrónicos digitales de tipo síncrono y asíncrono
• R3. Conocer y aplicar los lenguajes de descripción hardware
• R4. Entender los requerimientos de las necesarias interfases analógica-digital y digital-analógica en una aplicación concreta.

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Metodología

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Evaluación

1. La parte de conceptos teóricos de la materia y de ejercicios significará el 75% sobre el peso total a evaluar y se compone de dos pruebas, una a mitad del semestre:

- Primer parcial: temas 1 al 5 (30% de la nota global) - se realizará en horario de clase
- Segundo parcial: temas 6 al 10 (45% de la nota global) - se realizará fuera del horario de clase

Para aprobar la asignatura en su globalidad se exige una superación de al menos el 50% del Segundo Parcial

También, para promover la evaluación continua, a lo largo del semestre los alumnos podrán entregar voluntariamente ejercicios que se planteen para resolver en clase, cuya nota se podrá añadir a la del correspondiente examen parcial (1 punto por cada ejercicio que se entregue).

Ejemplo: si un alumno entrega 2 ejercicios y obtiene un 10 de nota en cada ejercicio, la nota del parcial correspondiente será sobre 8 puntos, a los que se sumarán los 2 puntos obtenidos en los ejercicios entregados voluntariamente.

2. La parte relacionada con casos prácticos en laboratorio corresponde a un 25% sobre el peso total a evaluar de la asignatura.
Para ello, la realización de las prácticas en el laboratorio es de obligado cumplimiento y asistencia para tener derecho a la evaluación del resto de aspectos de la asignatura (incluyendo la realización
de un examen de prácticas). En estas prácticas de laboratorio, se demostrará la adquisición de los conocimientos desarrollados en las clases teóricas mediante la implementación de diseños propuestos en los guiones de prácticas. La entrega de los guiones de prácticas debidamente cumplimentados es también preceptiva.

Del 25% de la nota de prácticas, los guiones y valoración del trabajo del alumno en el laboratorio valdrá un 10%, mientras que el examen de prácticas un 15%
 

3. La prueba de recuperación (convocatoria extraordinaria) se realizará para aquellos estudiantes que han seguido con regularidad la evaluación continua y consistirá en un único examen sobre la totalidad de los contenidos teóricos de la asignatura, que supondrá el 75% de la nota global. En este caso, para aprobar la asignatura se exigirá como requerimiento mínimo aprobar esta prueba de recuperación.

4. Ejercicio voluntario: se podrá subir hasta 0.5 puntos en la nota global si se realiza un ejercicio consistente en el diseño de un circuito sobre la placa Altera de prácticas.

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Temario

TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DIGITAL

* Generalidades.
- Señales analógicas y digitales. Definición y características.
- Electrónica digital. Aplicaciones.

TEMA 2: REPRESENTACIÓN DIGITAL DE LA INFORMACIÓN

* Representación digital de la información.
- Concepto de información y unidad de información.
- Codificación de la Información.

* Sistemas de numeración.
- Sistema de numeración binario.
- Sistema de numeración octal.
- Sistema de numeración hexadecimal.
- Conversión entre sistemas.

* Códigos binarios.
- Código binario natural.
- Códigos decimales codificados en binario: BCD, BCD-Exceso 3.
- Códigos binarios continuos y cíclicos: Gray y Johnson.
- Representación de números con signo.
- Representación de números en coma fija y en coma flotante.
- Códigos alfanuméricos: ASCII.
- Aplicaciones.

TEMA 3: ÁLGEBRA DE CONMUTACIÓN. FUNCIONES LÓGICAS

* Álgebra de Boole.
- Postulados del álgebra de Boole.
- Teoremas del álgebra de Boole.

* Funciones lógicas.
- Definición de variable lógica.
- Definición de función lógica.
- Representación de funciones lógicas. Tablas de verdad.
- Funciones lógicas básicas y sus símbolos (puertas).
- Conjuntos completos de puertas lógicas.
- Generación de funciones mediante puertas lógicas.

* Simplificación de funciones lógicas.
- Simplificación mediante la aplicación de teoremas.
- Formas canónicas de una función. Síntesis por minitérminos y por maxitérminos.
- Simplificación mediante mapas de Karnaugh. Ejemplos.
- Simplificación de funciones incompletas.
- Simplificación de multifunciones.

TEMA 4: SISTEMAS ARITMÉTICOS DIGITALES

* Aritmética binaria.
- Introducción.
- Operaciones aritméticas en binario natural. Suma binaria. Resta binaria. Resta como suma: Representación de los números negativos en complemento a uno y en complemento a dos. Multiplicación binaria.
- Operaciones aritméticas en BCD: Suma y resta.

* Circuitos aritméticos.
- Semisumador básico.
- Sumador completo.
- Sumador paralelo con acarreo serie.
- Sumador paralelo con acarreo paralelo.
- Sumador serie.
- Semirestador básico.
- Restador completo.
- Sumador restador.
- Multiplicadores binarios.
- Unidad aritmético-lógica.

TEMA 5: OTROS SISTEMAS COMBINACIONALES

* Circuitos y subsistemas combinacionales.
- Concepto de circuito combinacional.
- Multiplexor digital. Extensión de la capacidad en multiplexores. Aplicaciones de los multiplexores: Conversión paralelo-serie. Generación de funciones.
- Codificadores. Codificadores sin prioridad. Codificadores con prioridad.
- Decodificadores. Decodificadores de salidas mutuamente excluyentes (no excitadores). Decodificadores excitadores (Drivers). Extensión de la capacidad de un decodificador. Aplicaciones de los decodificadores: Conversión serie-paralelo (Demultiplexores). Generación de funciones.
- Convertidores de código.
- Generador comprobador de paridad. Extensión de la capacidad de un generador comprobador de paridad.
- Comparador binario. Extensión de la capacidad de un comparador.

TEMA 6: SISTEMAS SECUENCIALES

* Circuitos biestables.
- Definición de sistema secuencial.
- Tipos y características: Asíncronos y síncronos.
- Biestable R S.
- Biestable J K.
- Biestable T.
- Biestable D.
- Tiempos característicos en biestables.

* Registros de desplazamiento.
- Concepto de registro.
- Registros de desplazamiento. Entrada serie, salida serie. Entrada serie, salida paralelo. Entrada paralelo, salida serie. Entrada paralelo, salida paralelo.
- Registro bidireccional.
- Aplicaciones de los registros. Generador de secuencia.

* Contadores.
- Contadores digitales.
- Contadores asíncronos. Contador de décadas.
- Contadores síncronos. Acarreo en serie y paralelo.
- Contador reversible.
- Contadores basados en registros de desplazamiento. Contador en anillo. Contador Johnson. Contadores con protección.
- Aplicaciones.

* Análisis y diseño de circuitos secuenciales síncronos.
- Análisis de circuitos secuenciales síncronos.
- Tablas de transiciones y diagramas de estados: Máquina de Mealy y Máquina de Moore.
- Síntesis de sistemas secuenciales síncronos.

TEMA 7: Introducción a VHDL

* Introducción.

* Elementos básicos de programación en VHDL

- Directivas

- Entidad

- Arquitectura

* Presentación de los distintos tipos de descripción
- Descripción de comportamiento
- Descripción de flujo de datos
- Descripción estructural

*Ejercicios con descripción de comportamiento

TEMA 8: CIRCUITOS DIGITALES INTEGRADOS: FAMILIAS LÓGICAS

* Circuitos digitales integrados. Características generales de las principales familias.
- La puerta NAND 74¿00
- La familia TTL y subfamilias
- Nomenclatura y encapsulado de los circuitos digitales integrados.
- Características o parámetros generales de los circuitos digitales.
- Conectividad entre diferentes tecnologías

TEMA 9: MEMORIAS

* Descripción de los diferentes tipos de memoria
- Memorias volátiles: RAM (SRAM, DRAM).
- Memorias no volátiles: ROM, EPROM, EEROM, FLASH
- Descripción de memorias a nivel de bloques funcionales
- Bus de direcciones, bus de datos y señales de control
- Características de las memorias: capacidad, tiempos de lectura y escritura

TEMA 10: LÓGICA PROGRAMABLE

* Lógica programable (PLD).
- Codificadores ROM programables.
- Matrices lógicas programables (PLA).
- Matrices lógicas AND programables (PAL).
- PLDs basados en macroceldas
- FPGAs
- Herramientas software de programación e introducción al VHDL

TEMA 11: CONVERSIÓN ANALÓGICA-DIGITAL

* Conversión de señales analógicas y digitales.

* Convertidor digital-analógico (CDA).
- CDA con resistencias ponderadas.
- CDA con red R 2R en escalera.
- Parámetros de los CDA.

* Convertidor analógico-digital (CAD).
- CAD con comparadores.
- CAD de ancho de impulso. CAD de doble rampa.
- CAD con contadores.
- CAD de aproximaciones sucesivas.
- Parámetros de los convertidores CAD.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Bibliografía básica:

Título: PROBLEMAS RESUELTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL (*)
Autor: C. Bariáin, I. R. Matías, F. J. Arregui
Editorial: Universidad Pública de Navarra

Título: SOLVED PROBLEMAS IN DIGITAL ELECTRONICS(*)
Autor: I. Del Villar, F. J. Arregui, J. Goicoechea
Editorial: Marcombo

Título: FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES.
Autor: THOMAS L. FLOYD.
Editorial: PRENTICE HALL.

Título: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS: DIGITALES.
Autor: MANUEL MAZO QUINTAS Y OTROS.
Editorial: SERVICIO DE PUBLICACIONES. UNIVERSIDAD DE ALCALÁ.

Bibliografía complementaria:

Título: FUNDAMENTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL
Autor: CECILIO BLANCO VIEJO
Editorial: THOMSON-PARANINFO

Título: CIRCUITOS ELECTRÓNICOS DIGITALES II
Autor: ELIAS MUÑOZ MERINO y otros
Editorial: SERVICIO DE PUBLICACIONES UNIVERSIDA POLITECNICA DE MADRID

Título: VHDL: LENGUAJE PARA SÍNTESIS Y MODELADO DE CIRCUITOS

Autor: FERNANDO PARDO CARPIO, JOSÉ A. BOLUDA GRAU

Editorial: PARACUELLOS DEL JARAMA: RA-MA

Título: PROBLEMAS RESUELTOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL (*)
Autor: Javier García Zubía
Editorial: MCGRAW-HILL

Título: PROBLEMAS DE CIRCUITOS Y SISTEMAS DIGITALES (*)
Autor: CARMEN BAENA, MANUEL JESÚS BELLIDO, etc
Editorial: MCGRAW-HILL

Título: EJERCICIOS DE ELECTRÓNICA DIGITAL. (*)
Autor: ISIDORO PADILLA.
Editorial: DPTO DE PUBLICACIONES E.T.S. ING. DE TELECOMUNICACION MADRID.

Título: ELECTRÓNICA DIGITAL. (*)
Autores: L. CUESTA; A. GIL PADILLA; F. REMIRO.
Editorial: MCGRAW-HILL

Título: SISTEMAS DIGITALES. INGENIERIA DE LOS MICROPROCESADORES
Autores: A. GARCIA GUERRA
Editorial: CENTRO DE ESTUDIOS RAMON ARECES

(*) Libros de Ejercicios

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Idiomas

Castellano y euskera

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Lugar de impartición

La teoría se impartirá en el Aulario y las prácticas en el Laboratorio de Electrónica Avanzada (segundo piso del Edificio de Los Tejos)

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