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Programación de sistemas reconfigurables
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICADIVISIÓN DE ELECTRÓNICA Y COMPUTACIÓNCENTRO UNIVERSITARIO DE CIENCIAS EXACTAS E INGENIRÍASUNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
Temas del día
15 minutos
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30 5 5
40 Total 1hr 45min
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
Temas del día
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Rubén Estrada Marmolejo
• Ing. En Comunicaciones y Electrónica (UdG).• Maestro en Ciencias de la Ingeniería de la electrónica y la
computación (UdG).• Instrumentación de vehículos aéreos no-tripulados.
• Estudiante del Doctorado en Ciencias de la electrónica y la computación (2do semestre).• Fusión de datos de sensores en red utilizando un control adaptable y
lógica difusa aplicado en la extracción de características.
Presentación: formación académica
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Profesor del CETI Colomos de 2011 a 2013• Matemáticas I• Matemáticas II• Matemáticas VI• Computación básica• Programación avanzada
Presentación: experiencia profesional
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Profesor del CUCEI 2012 a la fecha• Sistemas Digitales II (2012 – 2013)• Sistemas Digitales III (2012 - 2013)• Taller de Sistemas Digitales III (Verano 2013)• Tópicos Selectos en Sistemas Digitales (2012 a la fecha)
• Teoría de control II (2012-2013)
• Programación de Sistemas Reconfigurables
Presentación: experiencia profesional
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Fundador de la empresa Herramientas Tecnológicas Profesionales con 5 años de experiencia ofreciendo productos de desarrollo para estudiantes. • Desarrollo de nuevos productos.• Manufactura y diseño de tarjetas electrónicas.• Cursos de capacitación profesional a empresas.• Curso de PICS: profesores CUCI (UdG Ocotlán).• Curso de arduino: profesores UTEJ.• Curso de arduino: empresa MOLEX• Curso de arduino: congreso CICYTA• Curso de labview: profesores CETI Colomos.• Curso arduino+labview: Sanmina-SCI
Presentación: experiencia profesional
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• Sistemas digitales.• Instrumentación y medición.• Procesamiento digital de imágenes.• Opto-electrónica.• Control-adaptativo.• Vehículos aéreos no-tripulados.
Presentación: áreas de interés
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Su turno…
Indicar su nombre, de donde son y motivos por los que decidieron estudiar electrónica…
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
Temas del día
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• Bibliografía.• Sistemas digitales: principios y aplicaciones, Ronald J. Tocci, Pearson,
2007.• Fundamentos de lógica digital con diseño VHDL, Stephen Brown,
McGrawHill, 2006.• Digital design: with RTL design, VHDL, and Verilog, Vahid Frank, 2011.• VHDL for digital design, Vahid Frank, 2006.• Verilog for digital design, Vahid Frank, 2007.
• Software• Quartus II Web edition• Multisim y/o Proteus
• Actividades de aprendizaje.• http://hypatia.cucei.udg.mx/reforma/• www.mix-class.com
Requisitos del curso
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
Temas del día
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Evaluación
• 15 Actividades20%• Proyecto final25%• Examen final30%• 3 Quiz (1hr c/u)25%
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
Temas del día
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• Transformar a los estudiantes en ingenieros, capaces de diseñar e implementar sistemas digitales complejos, combinatorios y secuenciales para la solución de problemas reales. Diseñar, ejecutar, simular y analizar sistemas digitales usando un lenguaje que describa Hardware.
Contenido académico: propósito general
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• El alumno será capaz de diseñar, simular, ejecutar y analizar sistemas digitales básicos e intermedios utilizando las herramientas de desarrollo por software que describe Hardware aplicado a la solución de problemas reales.
Contenido académico: objetivo general
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• Sistemas de numeración , lógica booleana y compuertas lógicas.
Contenido académico: conocimientos previos
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• Organización.• Creatividad.• Comunicación.• Conocimiento de las herramientas por Software.• Autoaprendizaje.• Confianza.
Contenido académico: habilidades y destrezas
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• Confianza.• Responsabilidad.• Cultura de trabajo.• Innovación.• Liderazgo.• Honestidad.• Actitud emprendedora.• Respeto.• Compromiso.
Contenido académico: actitudes y valores
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Contenido académico: mapa curricular
• Digital. • 70 créditos.• 544 horas presenciales.• 5 cursos y 3 seminarios.
• Analógica.• Comunicaciones.• Instrumentación y control.
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Contenido académico: cátedras
ProgramaciónProgramación de sistemas
reconfigurables
Programación de sistemas embebidos
Diseño de tarjetas de evaluación
Verificación de circuitos digitales
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Contenido académico: seminarios
Seminario de solución de problemas de
programación
Seminario de solución de problemas de programación de
sistemas. Reconfigurables.
Seminario de solución de problemas de programación de
sistemas embebidos.
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Contenido académico: contenido
Módulo 1. Introducción a los sistemas digitales.
• Señales lógicas.• Compuertas lógicas.• Leyes y reglas del algebra de Boole.• Sistemas de numeración.• Sistemas digitales.• Sistemas combinatorios.• Sistemas secuenciales.• Tablas de verdad.• Variables y funciones booleanas.• Interpretación de diagramas lógicos.• Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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Contenido académico: contenido
Módulo 2. Introducción al lenguaje HDL.
• Introducción.• Tipos de lenguajes.• Dispositivos lógicos programables.• CPLD clasificación y arquitectura.• FPGA clasificación y arquitectura.• Lenguaje de descripción de hardware.• Introducción.• Programación comportamental y aplicaciones.• Programación estructural y aplicaciones.• Programación funcional y aplicaciones.• Síntesis y compilación.• Simulación y programación.
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Contenido académico: contenido
Módulo 3 Descripción con HDL de circuitos combinatorios• Multiplexores• De-multiplexores• Circuitos aritméticos• Sumadores• Restador• Multiplicador
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Contenido académico: contenido
• Módulo 4. Descripción con HDL de circuitos secuenciales.• Introducción.• Latche y Flip-flop.• Memorias.• Máquinas de estado finitas.• Mealy y Moore.
• Contadores síncronos.• Contadores asíncronos.• Otros tipos de contadores.• Diseño de registros.• Análisis de máquinas de estado.
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Contenido académico: contenido
• Módulo 5. Integración de sistemas combinatorios y secuenciales aplicados a la solución de problemas reales.• Análisis casos de problemas reales:• Máquina expendedora.• Sistema de bombeo.• Sistema de seguridad.
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Contenido académico: contenido
Módulo 6 Diseño de un proyecto.
• Diseño de un proyecto.• Objetivos y justificación. • Plan de trabajo.• Proyecto final.
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
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Plan de curso (17 semanas)
4 - 7 10-14 17-21 24-28 3-7
10-14 17-21 24-28 31-4 7-11
13-27 28-2 28-2 5-9 12-16
19-23 26-30 2-6 9-13 16-20
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Plan de curso (17 semanas)
Introducción Combinatorio Combinatorio HDL+comb. HDL+comb.
HDL+comb. Secuencial Secuencial Secuencial HDL+Secu.
Vacaciones HDL+Sec. HDL+Mem. Aplicaciones Aplicaciones
Proyecto Proyecto Proyecto Ordinario Extraordinario
Planeación de temas
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
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Plan de curso (17 semanas)
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Actividades de aprendizaje
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Plan de curso (17 semanas)Actividades de aprendizaje• Actividad 1. Introducción (Encontrar ecuaciones lógicas a partir de una
tabla de verdad.• Actividad 2. Analizar, simular y encontrar los parámetros principales de
un circuito combinatorio.• Actividad 3. Diseñar un sistema digital con un CPLD. BCD a 7
segmentos.• Actividad 4. Simular códigos de ejemplos en HDL. Sumador completo.• Actividad 5. Implementación y simulación de un sistema digital
aplicado a un problema de la vida cotidiana. • Actividad 6. Diseño y simulación de circuitos secuenciales (FF´s, FSM).• Actividad 7. Diseño y simulación de contadores de maquinas de estado
finitas aplicados a resolver problemas reales.• Actividad 8. Diseño y simulación de contadores síncronos.
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Plan de curso (17 semanas)Actividades de aprendizaje• Actividad 9. Diseño y simulación de contadores asíncronos.• Actividad 10. Análisis de códigos en HDL de sistemas secuenciales.• Actividad 11. Diseño y simulación un registro universal.• Actividad 12. Diseño y simulación de una mini calculadora.• Actividad 13. Pre-proyecto1.• Actividad 14. Pre-proyecto2.• Actividad 15. Reporte del proyecto final.
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Actividades de aprendizaje
Instrucciones• Se envía en formato PDF al correo:
rubé[email protected]• Fecha de envío: Viernes hasta las 23:59:59• Ejemplo: Actividad 7 se envía el 29 de Marzo.
• La evaluación será de acuerdo al criterio de la actividad, favor de revisarlas en: http://hypatia.cucei.udg.mx/reforma/
• La clonación de actividades es prueba de la falta de valores y aptitudes que son contrarios a los objetivos de la materia. Si se llega a detectar trabajos clonados, si aplicará, se sancionaran los trabajos involucrados.
• Cualquier actividad entregada fuera de los tiempos establecidos en este documento significará una reducción en la evaluación llegando a ser máximo hasta el 50% del valor original.
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• Presentación• Indicar su nombre y motivos por los que
estudian electrónica.• Requisitos del curso.• Como se evaluará.• Contenido académico (contexto e importancia).• Planeación semanal por temas.• Actividades de aprendizaje.• Instrucciones, tiempos de entrega, evaluación.
• Tema 1.• Actividades voluntarias.
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• Señales lógicas.• Compuertas lógicas.• Leyes y reglas del algebra de Boole.• Sistemas de numeración.• Sistemas digitales.• Sistemas combinatorios.• Sistemas secuenciales.• Tablas de verdad.• Variables y funciones booleanas.• Interpretación de diagramas lógicos.• Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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Introducción a los sistemas digitales
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• Señales lógicas• Compuertas lógicas.• Leyes y reglas del algebra de Boole.• Sistemas de numeración.• Sistemas digitales.• Sistemas combinatorios.• Sistemas secuenciales.• Tablas de verdad.• Variables y funciones booleanas.• Interpretación de diagramas lógicos.• Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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Introducción a los sistemas digitales
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Señales lógicas
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Señales lógicas
Fig1. Rangos de valores de una señal lógica
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Señales lógicas
Fig 2. Rangos de valores de una señal lógica en valores de voltaje.
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Señales lógicas
Fig3. Tipos de voltaje.
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Señales lógicas
Voltaje alterno
Voltaje directo
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Fig 2. Rangos de valores de una señal lógica en valores de voltaje.
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• Señales lógicas• Compuertas lógicas.• Leyes y reglas del algebra de Boole.• Sistemas de numeración.• Sistemas digitales.• Sistemas combinatorios.• Sistemas secuenciales.• Tablas de verdad.• Variables y funciones booleanas.• Interpretación de diagramas lógicos.• Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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Compuertas lógicas
Imagen del apolo 11, el primer vehículo en llegar a la luna.
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Compuertas lógicas
Computadora de guía de vuelo del apolo 11
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Compuertas lógicas
Computadora de guía de vuelo del apolo 11
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Compuertas lógicas
Compuertas lógicas
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Compuertas lógicas
Construcción interna de una compuerta lógica
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Compuertas lógicas
• Permitir procesar información mediante un sistema de múltiples entradas múltiples salidas.
• Casi ya no son utilizadas.• Consumen mucho espacio si se utilizan en
conjunto con otras tecnologías.
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Compuertas lógicas
Automatización y su relación con las compuertas lógicas.
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Compuertas lógicas: actividad
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Compuertas lógicas: ejemplo # 1
Ejemplo de un diagrama lógico.
X = ((AB)+not(A+B))
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Compuertas lógicas: ejercicio # 1
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 1 y B = 1
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Compuertas lógicas: ejercicio # 2
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 0 y B = 1
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Compuertas lógicas: ejercicio # 3
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 1 y B = 0
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Compuertas lógicas: ejercicio # 4
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 0 y B = 0
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Compuertas lógicas: ejercicio # 4
Ejemplo de un diagrama lógico.
Ejercicio 1. Obtén la ecuación y el resultado lógico si A = 0 y B = 0
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Compuertas lógicas: ejercicio # 4
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Compuertas lógicas: tabla de verdad
Describe el funcionamiento de un sistema digital, consta de 2 partes, las combinaciones de las entradas y las posibles salidas.
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Compuertas lógicas: definiciones
Esquemático. Un dibujo de compuertas lógicas interconectadas.Net. Cables de un mismo voltaje (eléctricamente conectados).Netlist. Una lista de todos los dispositivos y conexiones en une esquemático.Fan in: El # de entradas en una compuerta.Fan out: El # de cargas o salidas en una compuerta.Compuerta lógica. Elementos primitivos que son utilices en la construcción de circuitos lógicos digitales.Tabla de verdad. Representa el funcionamiento de una compuerta o función lógica.
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• Señales lógicas• Compuertas lógicas.• Leyes y reglas del algebra de Boole.• Sistemas de numeración.• Sistemas digitales.• Sistemas combinatorios.• Sistemas secuenciales.• Tablas de verdad.• Variables y funciones booleanas.• Interpretación de diagramas lógicos.• Simulación y análisis de fallas en circuitos digitales.
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Introducción a los sistemas digitales