Información detallada de curso |
Primer semestre 2019
Abr 19, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: IEN 7135 - MICROPROCESADORES |
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División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica IEN 7134 Calificación mínima de 3.0 o IEN 4120 Calificación mínima de 3.0 o IEN 7125 Calificación mínima de 3.0 Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 2.000 Horas de Teoría 2.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría y Laboratorio En esta asignatura se estudian los microprocesadores desde el punto de vista estructural y funcional, suinterconexión con otros dispositivos LSI y VLSI discretos o programables y se aplican los lenguajes y las herramientas de software propias de cada nivel. La revolución tecnológica propiciada por la microelectrónica; comparada con la Revolución Industrial en magnitud e importancia, ha hecho posible disponer de unidades funcionales completas en un único circuito integrado. Esto, a su vez, ha facilitado el desarrollo de equipos más económicos y potentes basados en la ógica programable y sistemas autónomos, automáticos e inteligentes aplicables a casi cualquier actividad humana. Dentro de la amplia variedad de circuitos lógicos integrados a gran escala, los microprocesadores se encuentran en el extremo de los dispositivos programables, mientras los ASICs ocupan el otro extremo por su rigidez. Es por ello que esta asignatura va dirigida al estudio de los microprocesadores de manera rigurosa y a la vez práctica y aplicada, tanto en Hardware como en Software. El contenido de la asignatura se corresponde con un primer curso de microprocesadores y se enfoca al estudio detallado de las unidades funcionales y genéricas de microprocesadores con arquitectura CISC, valiéndose para ello de un dispositivo real, sin que esto signifique una pérdida de generalidad. Se estudian también las unidades periféricas más comunes y se interconectan con el microprocesador. 3. JUSTIFICACIÓN El Ingeniero electrónico encontrará, durante su actividad profesional, que en casi cualquier sistema moderno están presentes los dispositivos y los circuitos lógicos, desde los más simples de la lógica combinatoria hasta los programables más sofisticados y potentes. Los microprocesadores se encuentran en esta última categoría y el profesional en electrónica los encuentra prácticamente en cualquier equipo o sistema autónomo o interconectado. Por esta razón es necesario incluir en su formación profesional un sólido conocimiento de los tópicos relacionados, con el fin de proporcionarle una formación integral que le permita un ejercicio profesional idóneo y más competitivo, capacitándolo para efectuar diseños nuevos o cambios a circuitos ya existentes. Además, los conocimientos sobre microprocesadores serán fundamentales para el desarrollo de asignaturas posteriores y posiblemente se convierta en la herramienta de soporte para su proyecto de grado. 4. OBJETIVOS 4.1. OBJETIVO GENERAL Se busca capacitar al estudiante con el conocimiento de los microprocesadores utilizados en el campo de las comunicaciones, los computadores y los controladores digitales, su programación desde bajo nivel y su interconexión con otros dispositivos. Área temática a desarrollar: 10: Seleccionar, modelar, analizar, diseñar y evaluar microprocesadores y microcontroladores digitales e implementar aplicaciones basadas en ellos. Competencia específica: Función 1: Modelar, analizar, diseñar, construir, programar y evaluar circuitos y sistemas digitales. SO a documentar: g; "An ability to communicate effectively". 4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Al finalizar el curso los estudiantes estarán en capacidad de: - Describir, diferenciar y seleccionar los diferentes tipos de microprocesadores de acuerdo con los criterios aceptados generalmente. (CI11) - Seleccionar, aplicar y programar microprocesadores eficientemente en lenguaje assembler y otros de mayor nivel utilizados con los microprocesadores. (CI2) - Interconectar microprocesadores con otros dispositivos. (CI2, CI3) - Realizar aplicaciones incluyendo transductores. (CI2, CI3) - Diseñar sistemas controlados por microprocesadores. (CI2, CI3) - Realizar y sustentar informes de los proyectos realizados. (PO g) RESULTADOS DEL APRENDIZAJE Objetivos específicos Descripción resultados de aprendizaje 4.2.1. El estudiante deberá reconocer las diferentes arquitecturas y configuraciones de las CPU. 4.2.2. El estudiante deberá ser capaz de argumentar sus criterios de selección de herramientas. 4.2.3. El estudiante deberá ser capaz de programar dispositivos con la utilización de diferentes lenguajes. 4.2.4. El estudiante debe ser capaz de interconectar periféricos a los microprocesadores. - El estudiante deberá mostrar sus habilidades para desarrollar algoritmos para la solución de problemas. 1 Competencia Institucional 5. METODOLOGÍA Aunque el desarrollo de la asignatura se lleva a cabo mediante exposiciones magistrales por parte del profesor, abarcando los temas propuestos en el programa y estimulando la participación de los estudiantes mediante preguntas y discusión de temas específicos, el curso se desarrolla centrado en proyecto(s) con connotaciones y restricciones reales. Dicho(s) proyecto(s) se realiza(n) en tres entregas, cada una de las cuales se presentará y sustentará. Cada entrega abarca lo tratado en cada tercio del curso. El profesor hará también asignación de trabajos prácticos de investigación sobre diferentes temas, lecturas guiadas sobre diferentes tópicos y talleres de solución de ejercicios. Sin embargo, los estudiantes están comprometidos con el estudio e investigación de los temas tratados y la solución de los ejercicios propuestos, al igual que el montaje de circuitos prácticos, según sea el caso. Los estudiantes realizan prácticas de profundización con base en las guías entregadas por el profesor y proyecto(s) propuesto(s) por el profesor y/o por los estudiantes. Se estimula el auto-aprendizaje y la participación activa de los estudiantes en su formación. 6. MEDIOS Adicionalmente a los recursos tradicionales de clase, se recurre a la utilización de medios audiovisuales, equipos y dispositivos del laboratorio dispuestos para tal fin y Software especializado. Se recurre además a las tecnologías informáticas enfocadas al apoyo del proceso de enseñanza-aprendizaje, tales como búsquedas en bases de datos e Internet, catálogo WEB y otras. Los sistemas de desarrollo se basan en los microprocesadores Z-80 de ZILOG, RABBIT 3000 de RABBIT SEMICONDUCTORS (basado en la arquitectura del Z-180), 8085 y 8088 de INTEL y ATMEL ARM. PRE-REQUISITOS POR TÓPICOS. - Análisis de circuitos de C.C y C.A. - Mediciones eléctricas. - Dispositivos y circuitos electrónicos básicos. - Dispositivos y circuitos lógicos. 7. CONTENIDO - Revisión de conceptos básicos en circuitos y componentes lógicos 4. - Arquitectura básica y funcionamiento de un microprocesador. - Historia y clasificaciones - Unidades funcionales - Arquitecturas típicas - Programación básica y formato de las instrucciones. - Formatos y tipos de instrucciones - Algoritmos y diagramas de flujo Lazos - Estudio funcional y programación del sistema de desarrollo. - Arquitectura del sistema - Operación - Manejo de registros Programación avanzada de microprocesadores. - Programación en Assembler - Operaciones con el Stack y subrutinas - Operaciones aritméticas - Conversiones de código TÓPICO No. DE HORAS - Manejo de bloques - Operaciones avanzadas de direccionamiento - Circuitos e/s e interfaces programables. - Direccionamiento de periféricos - Expansión de memoria - Interfaces programables Manejo de interrupciones y DMA. - Conceptos y manejo de Interrupciones - Manejo de prioridades - Acceso directo a memoria Conversión A/D y D/A y transductores - Métodos de conversión A/D y D/A - Interconexión de transductores USO DEL COMPUTADOR Para la programación, simulación, depuración y transferencia de programas al sistema de desarrollo con algunas herramientas especiales, se recurre al computador. (CI9) 8. CONTENIDO POR CATEGORÍAS Ciencias de la Ingeniería 70% Diseño de Ingeniería 30% DESARROLLO ESTUDIANTIL - Trabajos y proyectos - Los estudiantes deben desarrollar tres (3) proyectos asignados por el profesor como trabajo práctico evaluable. (PO g) - Prácticas y proyectos de laboratorio - Introducción y revisión de temas previos 2 1-2 - Transferencia de datos 1 3 - Operaciones Aritméticas y Lógicas 1 4-5 Instrucciones de salto y programas en buclas 1 6-7 - Operaciones con el Stack y subrrutinas 1 8 - Instrucciones de manipulación de bits 1 9 - Operaciones matemáticas de alto nivel 1 10 - Manejo de bloques de datos 1 11 - Manejo de puertos E/S 1 12-13 - Manejo de interrupciones 1 14-15 9. EVALUACIONES Examen Parcial 20% (agosto 31). Examen incluyendo evaluación de lecturas. Examen Parcial 20% (octubre 5). Examen incluyendo evaluación de lecturas. Examen Final 20% (programado por registro). Examen incluyendo evaluación de lecturas. Trabajo Práctico 10% (14a semana). Trabajos integradores 3x10% (agosto 30, octubre 4, noviembre 9). Entrega de notas: M= 1er PRÁCTICA SESIONES SEMANA Parcial, 1er trabajo integrador, 2a parcial. F= Las demás El SO g se evaluará con las sustentaciones de los proyectos y su respectivo informe. 10. BIBLIOGRAFÍA 10.1 Textos guía Manuales y hojas de datos de los equipos de desarrollo y dispositivos (Rabbit, Intel, Zilog, Atmel). (Inglés) VALLEJO, E. Microprocesadores. Apuntes recopilados de clase. 2010. URUÑUELA, J.M. Microprocesadores, programación e interconexión. Ed. McGraw-Hill, 2a. Edición, 1990. México. VALLEJO, E. Microprocesadores y microcontroladores: Prácticas de laboratorio, problemas y proyectos. Documentos de lectura asignados por el profesor. 10.2 Textos de consulta TOKHIEM, R.L. Fundamentos de los microprocesadores. Ed. McGraw-Hill, 2a Edición. 1991. Madrid. BREY, B. Los microprocesadores INTEL: 8086/8088, 80186, 80286, 80386, 80486, Pentium, procesador Pentium, Pro, Pentium II, Pentium III y Pentium 4: arquitectura, programación e interfaz. 5a edición. Prentice - Hall, 2006. México. HENNESSY J. L., PATTERSON D. A. Computer Architecture, Fourth Edition: A Quantitative Approach. 4 10.3 Principales direcciones en Internet http://www.zilog.com http://www.intel.com http://www.rabbitsemiconductor.com Preparado y modificado por Eric Vallejo R. Fecha: julio de 2016 the edition. Morgan Kaufmann Publishers, 2007. USA. (Inglés). 10.4 Principales direcciones en Internet http://www.zilog.com |
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