Profesorado

Víctor Manuel Sánchez Corbacho
Eduardo Romero Bruzón

Situación

Prerrequisitos

Aunque no existe ningún tipo de requisito en los actuales Planes de Estudio
para cursar esta asignatura, es necesario que el alumnado haya asimilado
correctamente los conocimientos relacionados con los sistemas digitales,
arquitectura de computadores y lenguajes de programación.

Contexto dentro de la titulación

La asignatura constituye una profundización en los conocimientos generales
sobre microprocesadores adquiridos en las asignaturas de Arquitectura de
Computadores que posibilitará al alumno la programación real de
microprocesadores y microcontroladores y su utilización en el diseño de
sistemas embebidos. Posee por tanto una doble vertiente de aprendizaje de
técnicas de programación software a bajo nivel y de diseño de hardware basado
en microprocesadores y microcontroladores.

Recomendaciones

Es importante que el alumno posea una base sólida sobre arquitectura de
computadores. Igualmente, es necesario manejar con soltura el lenguaje de
programación C.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

Instrumentales:
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Capacidad de organización y planificación.
- Resolución de problemas.
Personales:
- Razonamiento crítico.
Sistémicas:
- Aprendizaje autónomo.
- Adaptación a nueva situaciones.

Competencias específicas

• Cognitivas(Saber):

  Conocer las características y arquitectura interna de distintos tipos
  de microprocesadores y microcontroladores.

• Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

  - Tener capacidad para usar un microprocesador o microcontrolador
  adecuado a una aplicación.
  - Saber programar microprocesadores y microcontroladores en su
  lenguaje ensamblador así como en lenguaje C.
  - Saber llamar a procedimientos escritos en ensamblador desde un
  lenguaje en alto nivel y viceversa.
  - Saber utilizar entornos de desarrollo para microprocesadores y
  microcontroladores.
  - Saber emplear tarjetas de desarrollo para microcontroladores.
  - Saber utilizar los periféricos internos de un microcontrolador.
  - Saber construir el hardware básico de sistemas basados en
  microcontrolador.
  - Saber como utilizar los periféricos típicos encontrados en
  sistemas embebidos basados en microprocesador y microcontrolador.

• Actitudinales:

  Considerarse capacitado para la utilización de microprocesadores y
  microcontroladores.

Objetivos

- Conocer la arquitectura interna y de sistema así como el ámbito de aplicación
de diferentes tipos de microprocesadores y microcontroladores.

- Adquirir destreza en la programación en lenguaje ensamblador de, al menos,
una familia de microprocesadores y una familia de microcontroladores.

- Conocer como enlazar procedimientos en ensamblador con lenguajes de alto
nivel.

- Llevar a cabo el empleo práctico de microprocesadores y microcontroladores
como núcleos de sistemas embebidos de monitorización y control.

Programa

PROGRAMA TEÓRICO

1. Microprocesadores de la familia x86

1.1 Miembros integrantes de la familia. Reseña evolutiva.
1.2 Arquitectura interna básica. Juego de registros.
1.3 Organización de la memoria en modo real.
1.4 Introducción a la organización de la memoria en modo protegido.
1.5 Tipos de datos.
1.6 Modos de direccionamiento.
1.7 Programación en ensamblador a nivel de aplicación.
1.7.1 Interfaz entre ensamblador y lenguajes de alto nivel.
1.7.2 Programación de la unidad de enteros.
1.7.3 Programación de la unidad de punto flotante.
1.7.4 Programación de las extensiones multimedia.

2. Microcontroladores con núcleo ARM

2.1. Introducción a los microcontroladores.
2.1.1. Definición y características generales.
2.1.2. Familias de microcontroladores.
2.2. La arquitectura ARM.
2.2.1. Evolución y versiones de la arquitectura.
2.2.2. Registros.
2.2.3. Pipeline.
2.2.4. Excepciones e interrupciones.
2.2.5. Organización de la memoria.
2.2.6. Modos de direccionamiento.
2.2.7. Repertorio de instrucciones ARM.
2.3. Microcontrolador LPC2378
2.3.1. Estructura interna.
2.3.2. Memorias internas.
2.3.3. Patillaje y conexiones con el exterior.
2.3.4. Puertos de entrada/salida.
2.3.5. Timers.
2.3.6. Controlador de interrupciones.
2.3.7. Interfaces serie.
2.3.8. Convertidores A/D y D/A.

3. Procesadores digitales de señal (DSP)

3.1. Definición y características generales.
3.2. Estudio del procesador DSP TMS320C6713.

PROGRAMA PRÁCTICO

1. Prácticas con la familia x86.

1.1. Herramientas de desarrollo en ensamblador para la familia x86.
1.2. Instrucciones de transferencia de datos y aritméticas.
1.3. Instrucciones de transferencia de control. Instrucciones de llamada y
retorno de subrutina.
1.4. Instrucciones lógicas. Instrucciones de rotación y desplazamiento.
1.5. Instrucciones de la unidad de punto flotante.
1.6. Instrucciones MMX y SSE.

2. Prácticas con el microcontrolador ARM LPC2378.

2.1 Herramientas de desarrollo. Puertos de entrada/salida. Aplicación al manejo
de pulsadores, teclados e indicadores.
2.2 Timers. Aplicación a la creación de un reloj digital.
2.3 Interfaz serie SPI. Aplicación al manejo de pantalla LCD gráfica color
NOKIA 6100.
2.4 Convertidor A/D. Aplicación a la adquisión de señales de un acelerómetro
triaxial.
2.5 Interfaz Ethernet. Aplicación a la creación de un servidor web embebido.
2.6 Interfaz USB. Aplicación a la creación de un ratón USB.

3. Prácticas con el DSP TMS320C6713.
3.1. Procesamiento de señal con el TMS320C6713 (I).
3.2. Procesamiento de señal con el TMS320C6713 (II).

Actividades

- Clases teóricas.
- Clases prácticas.
- Trabajos prácticos.

Metodología

- Clases de teoría impartidas con la ayuda de transparencias o videoproyector.
- Resolución de problemas en la pizarra.
- Para las sesiones de prácticas se seguirán los guiones confeccionados al
efecto que el alumno deberá estudiar previamente.
- Tutorías.
- Información de la asignatura en Campus Virtual e impresa.
- Participación en el foro en el Campus Virtual.
- Exámenes presenciales.

Distribución de horas de trabajo del alumno/a

Nº de Horas (indicar total): 112,5

• Clases Teóricas: 19,5  
• Clases Prácticas: 19,5  
• Exposiciones y Seminarios:  
• Tutorías Especializadas (presenciales o virtuales):
  • Colectivas: 4  
  • Individules:  
• Realización de Actividades Académicas Dirigidas:
  • Con presencia del profesorado: 17  
  • Sin presencia del profesorado: 9,5  
• Otro Trabajo Personal Autónomo:
  • Horas de estudio: 40  
  • Preparación de Trabajo Personal: 8  
  • ...
     
• Realización de Exámenes:
  • Examen escrito: 3  
  • Exámenes orales (control del Trabajo Personal):  

Técnicas Docentes

Criterios y Sistemas de Evaluación

- Para la parte teórica se realizará, en el aula y en las convocatorias
oficiales, una prueba que constará de una parte teórica , que supondrá entre un
30% y un 40% de la calificación obtenida en el examen, y de otra parte
consistente en la resolución de problemas (entre un 70% y un 60%).

- Para la parte práctica será necesaria la asistencia a las sesiones de
prácticas así como la entrega de un cuaderno de prácticas donde se recojan las
soluciones de los ejercicios y cuestiones que se propongan.

- Se realizarán trabajos cuya temática será acordada entre el profesor y cada
alumno. La solicitud del trabajo habrá de hacerse al menos con un mes de
antelación a la fecha de la convocatoria a la que el alumno desee presentarse.

- La calificación de la asignatura será la nota media de las calificaciones
obtenidas en el examen, las prácticas y el trabajo pero el aprobado en la
asignatura estará condicionado a la obtención de una calificación de al menos
aprobado en el examen.

Recursos Bibliográficos

PARA EL TEMA 1:

- Barry B. Brey, Los Microprocesadores Intel : arquitectura, programación e
interfaz de los procesadores 8086/8088, 80186/80286, 80386 y 80486 Pentium,
Pentium Pro y Pentium II. Pearson Educación.

- Intel Corporation, Intel Architecture Software Developer's Manual. Tres
volúmenes
Volume 1: Basic Architecture.
Volume 2: Instruction Set Reference.
Volume 3: System Programming Guide.
(Pueden descargarse de www.intel.com)

- Paul A. Carter, Lenguaje Ensamblador para PC. (Puede descargarse de
http://drpaulcarter.com/pcasm).

- Manual de instrucciones de la familia x86 (En el aula virtual).

- Manual del compilador GCC (http://gcc.gnu.org) y las utilidades binutils
(http://www.gnu.org/software/binutils).

- Manual del ensamblador NASM (http://www.nasm.us).

- Ciriaco García de Celis, El universo digital del IBM PC, AT y PS/2, 4ª edición.
(Puede consultarse en
http://meltingpot.fortunecity.com/uruguay/978/libro/index.html).

PARA EL TEMA 2:

- Andrew Sloss, Dominic Symes, Chris Wright, ARM System Developer's Guide:
Designing and Optimizing System Software (The Morgan Kaufmann Series in Computer
Architecture and Design).

- Steve Furber, ARM System-on-Chip Architecture (2nd Edition).

- HitexLimtd., The Insider’s Guide To The NXP LPC2300/2400 Based Microcontrollers
(Puede descargarse de www.hitex.com).

- ARM Limited, ARM Architecture Reference Manual. (Puede descargarse de
www.arm.com).

- NXP, LPC2364/66/68/78 User manual.(Puede descargarse de www.nxp.com).

- Manual del compilador GCC (http://gcc.gnu.org) y las utilidades binutils
(http://www.gnu.org/software/binutils).

PARA EL TEMA 3:

- Texas Instruments, TMS320C67x/C67x+ DSP CPU and Instruction Set Reference
Guide. (Puede descargarse de www.ti.com)

- RulphChasing, Digital Signal Processing and Applications with the C6713 and
C6416
DSK, Wiley Interscience.

- Proakis, Manolakis, Tratamiento Digital de Señales. Principios Algoritmos y
Aplicaciones, Pearson-Prentice Hall.


Hojas de características y manuales de usuario publicados por las compañías
fabricantes de microprocesadores y componentes de sistema. Extractos de esta
información se dejarán a disposición de los alumnos.