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Programa Master

Programa Master

Microsistemas y Nanoelectrónica (MSIS-2 / 2016-2017)

Enviado por jr.rol el Lun, 15/10/2012 - 19:13.
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I2
Objetivos docentes: 

Los sistemas electrónicos actuales incluyen, en número creciente, sensores, actuadores e interfaces con el usuario que tienden a ser, a su vez,  verdaderos micro- y nanosistemas (MS y NS). Esta situación es más relevante en sistemas portátiles donde la mejora de prestaciones, las interfaces con el usuario y los aspectos de energía están promoviendo el uso de tecnología nanoelectrónica incluso en las partes de captación y almacenamiento de energía eléctrica. Los teléfonos móviles inteligentes son, sin duda, un paradigma de tales tendencias. Otros ejemplos de relevancia social se están produciendo en el área de la biomedicina. La disponibilidad comercial de los denominados “lab-on-a chip”, verdaderos MS y NS que integran aspectos de nanosensores, MS e inteligencia integrada, y de uso rutinario en los estudios analíticos en hospitales, y los desarrollos de implantes sensoriales están promoviendo nuevos avances en MS y NS.
Desde un punto de vista de contenidos, los objetivos pedagógicos se pueden agrupar en tres bloques principales:

  1. Conocer y revisar una panorámica general de los microsistemas y la nanoelectrónica (NE), desde el punto de vista de las aplicaciones actuales, del mercado presente, y de las aplicaciones potenciales en curso, y con especial énfasis en los sistemas electrónicos.
  2. Estudiar los principios de funcionamiento y fabricación de microsistemas y de nanoeléctronica en los ámbitos indicados arriba. En este contexto se introducirán los principios básicos de nanotecnología que sean requeridos.
  3. Estudio de la presencia de MS, NS y NE en sistemas electrónicos actuales,  en cuatro ámbitos iniciales, teléfono móvil inteligente, comunicaciones por internet de alta velocidad, biomedicina, y generación/almacenamiento de energía. Esto permitirá el conocimiento comparativo de diferentes tipos de microsistemas electro-mecánicos, acústicos, ópticos, electrópticos y (bio)químicos, y presentar la presencia de NE en los circuitos de proceso y almacenamiento de información.

Desde el punto de vista aptitudinal, los objetivos de esta asignatura son fomentar la capacidad para reflexionar y relacionar contenidos; la búsqueda, elaboración y presentación de información; y el trabajo de integración de conocimientos.
 

Programa: 

Esta asignatura consta de dos partes, interrelacionadas entre sí. La primera parte está dedicada al estudio de los fundamentos nanoelectrónicos y funcionalidad de los diversos tipos de micro/nanosistemas electrónicos actuales. La segunda parte trata de la identificación y análisis comparativo de micro/nanosistemas y elementos nanoelectrónicos presentes actualmente en loa sistemas electrónicos avanzados. Los sistemas iniciales para el estudio se refieren a terminales portátiles, comunicaciones de alta velocidad, captación y almacenamiento de energía y biomedicina. En relación con esta segunda parte del curso, cada estudiante debera realizar un estudio personal y su presentacion oral y escrita, sobre MS, Ns y!o NE, tras su definicion con guia del preofesor,  en alguno de los ambitos actuales de SE que tenga ineteres para el estudiante..

PARTE 1
1. Introducción a los microsistemas y antecedentes
2. Materiales y fabricación para microsistemas
3. Microsistemas físicos: temperatura, presión, acústicos, inerciales
4. Microsistemas ópticos: fotodetectores y displays
5. Microsistemas químicos y biológicos
6. Mercado de microsistemas
7. Introducción a la nanotecnología y nanoelectrónica. Evolución y dispositivos avanzados en el área TIC.
8. Materiales y estructuras para nanoelectrónica y sus propiedades en esa escala.
9. Dispositivos nanoelectrónicos y nanooptoelectrónicos
10. Otras nanoestructuras para TIC y energía.

PARTE 2

Estudio funcional y análisis comparativos de la presencia de MS, NS y NE en
• Teléfonos móviles inteligentes
• Comunicaciones de alta velocidad
• Biomedicina
• Captación y almacenamiento de energía
 

Metodología docente

Esta asignatura se impartirá a través de clases presenciales y actividades fuera de clase (estudio y trabajo personal y en equipo). Los alumnos completaran su formación con un trabajo de carácter individual que ha de ser presentado ante sus compañeros como parte evaluable de la asignatura. Además, se impartirán algunas conferencias invitadas a cargo de profesores e investigadores de otros Centros sobre temas relevantes relacionados con la asignatura. Asimismo, se propondrá a los alumnos visitas optativas a otros centros de investigación. 
 

Evaluación: 

Descripción de la evaluación, indicando el peso de cada prueba.

La evaluación consistirá en la realización de dos exámenes (50% de la calificación), junto con la exposición de trabajos individuales y realización de otras tareas por parte del alumno, sobre temáticas acordadas previamente con los profesores (40%). Se contabilizará también la participación activa de los alumnos en las sesiones y en los foros de discusión (10%).

Profesorado
Coordinador: 
Profesor: 
Tribunal
Presidente: 
Secretario: 

Potencia y Control (POTC-2 / 2016-17)

Enviado por admin el Mié, 22/02/2012 - 19:14.
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Optativa
Objetivos docentes: 

El objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran conocimientos sobre electrónica de potencia y control de procesos. En relación con la electrónica de potencia los aspectos tratados serían dispositivos electrónicos de potencia, reguladores lineales y reguladores conmutados. En relación con la formación en control de procesos los objetivos docentes incluyen aspectos matemáticos, análisis en el tiempo y la frecuencia, y diseño de compensadores y controladores.

Programa: 

Tema 1: Componentes electrónicos de potencia (4 horas)
• Diodos de potencia
• Transistor Bipolar de potencia
• Transistor Mosfet de potencia
• Comparación de transistores de potencia.
• Excitadores
• Ejercicios

Tema 2: Reguladores lineales de tensión (7 horas)
• Estructura de una fuente de alimentación lineal.
• Parámetros de los reguladores.
• Reguladores lineales.
• Circuitos de protección.
• Reguladores integrados.
• Circuitos prácticos.
• Ejercicios

Tema 3: Reguladores conmutados (8 horas).
• Principio de operación. Comparación con los reguladores lineales.
• Topologías básicas de convertidores.
o Convertidor reductor. Análisis de funcionamiento en modo continuo. Formas de onda.
o Convertidor elevador. Análisis de funcionamiento en modo continuo. Formas de onda.
o Convertidor inversor. Análisis de funcionamiento en modo continuo. Formas de onda.
• Control PWM modo tensión.
• Ejercicios.

Práctica de laboratorio: implementación de un regulador conmutado (3 horas).

Tema 4: Introducción al control automático de procesos y el modelado de sistemas dinámicos (5 horas)
• Control en lazo cerrado vs control en lazo abierto
• Sistemas lineales. Sistemas lineales invariantes. Transformada de Laplace.
• Diagramas de bloques.
• Simulación con Octave o Matlab
• Ejercicios

Práctica de laboratorio: caracterización de un sistema mecánico (motor de continua) y control de velocidad en bucle abierto con transistores de potencia y modulación de anchura de pulso (PWM) (2 horas)
Tema 5: Análisis de sistemas de control (6 horas)
• Respuesta temporal y respuesta en frecuencia. Análisis y simulación de sistemas de primer y segundo orden
• Acciones de control: on/off, proporcional, integral, derivativa
o Error en régimen permanente (steady-state)
o Análisis con cargas y perturbaciones
• Análisis de estabilidad: lugar de las raíces. Criterio de Nyquist. Margen de fase y margen de ganancia. Simulaciones.
• Ejercicios

Tema 6: Diseño de compensadores y controladores (4 horas)
• Compensadores de adelanto de fase
• Compensadores de atraso de fase
• Ajuste de controladores PID ( Ziegler-Nichols)
• Ejercicios

Práctica de laboratorio: implementación de un sistema de control: sistema de control de un motor de continua mediante PWM, probando varios algoritmos de control (3 horas)
 

Metodología docente
Para el desarrollo de la asignatura se impartirán clases de teoría participativas (con simulaciones en Octave/Matlab), sesiones de discusiones y de  resolución de problemas prácticos.
En paralelo se propondrá un trabajo práctico para la implementación de un sistema electrónico capaz de controlar un motor de continua.

Evaluación: 

La evaluación se centra en dos aspectos principales:
1. Un examen escrito principalmente práctico, donde los alumnos tendrán que resolver ejercicios y supuestos prácticos, similares a los vistos en clase.
2. Dos trabajos prácticos donde el alumno realizará un trabajo en equipo. Estos trabajos estarán centrados en la implementación de un regulador conmutado y de un sistema de control de un motor de continua

La calificación final será: 70% del examen escrito y 30% los trabajos prácticos

Profesorado
Tribunal
Secretario: 
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Primer semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I4
Objetivos docentes: 

El objetivo fundamental de esta asignatura es proporcionar a los alumnos unos sólidos cono-cimientos en técnicas de reconocimiento de patrones y técnicas de optimización, que sirvan de soporte y aplicación a un amplio conjunto de disciplinas científicas y técnicas.
Más concretamente, las competencias que se pretenden desarrollar entre los alumnos de la asignatura pueden describirse del siguiente modo:
1. Aplicar las técnicas de clasificación automática e inferencia para la toma de decisiones, la extracción de información y el diseño de sistemas complejos.
2. Elaborar conclusiones a partir de datos experimentales, independiente del campo de aplicación.
3. Optimizar clasificadores, siendo de interés destacar la relación entre la elección de las funciones de densidad componentes, el número de parámetros a estimar que implica dicha elección y la cantidad de datos disponibles para una tarea, selección de características relevantes y de reducción de dimensión de los vectores experimentales.
4. Valorar críticamente los resultados de los sistemas y seleccionar el mejor método de clasificación y aprendizaje de sus datos experimentales.
5. Aplicar técnicas de optimización basadas en métodos estocásticos, heurísticos y evolutivos.
6. Integrar en la gestión el conocimiento procedente de diferentes fuentes, de una manera óptima en función de la información incompleta disponible: estado del sistema, contexto temporal, multimodal y personal.

Programa: 

1. Introducción y metodología     (0,2)
• Introducción al curso. Metodología de las clases y evaluación. Introducción al reconocimiento de patrones y clasificadores   

2. Teoría de la decisión de Bayes     (0,6)
• Clasificador óptimo de Bayes, Probablilidades a priori, Verosimilitudes y probabilidades a posteriori. Uso de costes en clasificación. Ejemplos de clasificadores para funciones densidad de probabilidad sencillas  

3. Estimación paramétrica     (0,6)
• Estimacíon de máxima verosimilitud (ML) y estimación Bayesiana (BL)  

4. Estimación no paramétrica     (0,6)
• Ventanas de Parzen. N vecinos más cercanos (KNN). Clasificación no paramétrica    

5. Pre-procesamiento y selección de características     (0,4)
• Preproceso de características. Extracción de características. Selección de características. Análisis de componentes principales (PCA). Análisis lineal discriminativo (LDA). Transformaciones frecuenciales. Transformaciones no lineales. 

6. Aprendizaje no supervisado     (0,4)
• Métodos de agrupamiento. Cuantificadores vectoriales. Estimación de mezclas de gaussianas.    

7. Maquinas de soporte vectorial (SVM)     (0,4)
• Introducción a las máquinas de soporte vectorial. Clasificación de margen máximo. Transformación no lineal y uso de Kernels.  

8. Redes Bayesianas (BN), Metódos genéticos. Teoría de resonancia adaptativa (ART)   (0,6)        
• Definición de red Bayesiana. Separación entre conceptos y objetivos. Inferencia directa e inferencia inversa. Idea básica de métodos biológicos y de resonancia adaptativa (ART)

9. Presentación de trabajos     (0,2)
• Presentación de trabajos personales realizados por los alumnos   

Metodología docente
Las clases son presenciales por medio de transparencias complementadas con explicaciones en pizarra. Se dispondrá al final del curso de un tiempo para la presentación de los trabajos de los alumnos.

Evaluación: 

Los alumnos completan el curso con un trabajo final de carácter individual que ha de ser pre-sentado públicamente como parte de las actividades para adquirir competencias transversales de documentación, comunicación y publicación.
La memoria debe presentarse en el formato típico para los artículos de conferencias IEEE (http://www.ieee.org/conferences_events/conferences/publishing/templates....) con objeto de fomentar en el alumno, no sólo la lectura e interpretación de documentos científicos y técnicos, sino también su correcta redacción.
Este trabajo final, deberá ser de carácter eminentemente práctico, y en él debe aplicarse al-guna de las técnicas descritas durante el curso, preferiblemente, a un problema que pueda estar relacionado con la actividad investigadora o profesional del alumno.
El trabajo final constituirá un 70% de la nota final. Habrá un examen teórico de cuestiones generales de duración una hora, que representará el30% de la nota final.

Profesorado
Coordinador: 
Tribunal
Presidente: 
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I4
Objetivos docentes: 

El presente curso se dedica al estudio de los distintos módulos que intervienen en un sistema de interacción o de diálogo persona-máquina. Partiendo de una introducción de los sistemas de diálogo y su problemática, se pasan a abordar los módulos fundamentales que lo componen, describiendo su funcionamiento, las alternativas de investigación más adoptadas para conseguir un sistema óptimo y el rendimiento y la problemática de cada uno.
En cada uno de los módulos, se partirá de un nivel básico y se profundizará hasta describir los algoritmos más avanzados y las técnicas con las que se consiguen los sistemas más robustos y fiables.

Programa: 

Se van a abordar los temas siguientes:
1. Arquitectura del sistema de diálogo
2. Fundamentos de producción y percepción de Habla
3. Síntesis y generación de respuesta
4. Reconocimiento de habla: parametrización y cuantificación
5. Reconocimiento de habla: modelos ocultos de Markov
6. Reconocimiento de habla conectada
7. Adaptación
8. Modelos de lenguaje
9. Identificación de locutor e identificación de idioma
10. Comprensión y traducción de habla
11. Reconocimiento y síntesis de emociones e interaccción multimodal
12. Síntesis HTS
13. Metodologías de diseño y modelado de usuario
14. Evaluación de sistemas de diálogo

Evaluación: 

Los alumnos completan el curso con un trabajo final de carácter individual que ha de ser presentado públicamente en inglés como parte de las actividades para adquirir competencias transversales de documentación, comunicación y publicación.
La memoria debe presentarse en el formato típico para los artículos de conferencias IEEE (http://www.ieee.org/conferences_events/conferences/publishing/templates....) con objeto de fomentar en el alumno, no sólo la lectura e interpretación de documentos científicos y técnicos, sino también su correcta redacción.
Este trabajo final, deberá ser de carácter eminentemente práctico, y en él debe aplicarse algu-na de las técnicas descritas durante el curso, preferiblemente, a un problema que pueda estar relacionado con la actividad investigadora o profesional del alumno.
La memoria escrita contará un 70% en la evaluación final. No obstante, el profesor obser-vará también la habilidad de los alumnos para comunicar de manera efectiva y concisa in-formación técnica, conocimientos, justificaciones, etc., y para responder a las preguntas que les formule. Esta exposición oral supondrá el 30% restante de la nota

Profesorado
Tribunal

Arquitecturas Digitales Avanzadas (ADA-2 / 2016-17)

Enviado por admin el Mié, 22/02/2012 - 18:00.
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I3
Objetivos docentes: 

La asignatura de Arquitecturas Digitales Avanzados es la última del Master en relación con las materias de diseño digital más avanzadas. Tiene como fundamentos las asignaturas del primer cuatrimestre “Laboratorio de
Circuitos y Sistemas Electrónicos” y “Sistemas Electrónicos Analógicos y Digitales”.
En cuanto a los contenidos, en el primer bloque se repasan desde las arquitecturas digitales basadas en procesadores (sistemas de memoria, multiprocesadores, paralelismo, pipeline, etc.) hasta las más orientadas al cálculo de algoritmos (FPGAs, ASICs, etc.), que son menos flexibles pero más eficientes desde el punto de vista de la aplicación. En el segundo bloque, se explican un conjunto de técnicas que permiten analizar y optimizar el funcionamiento de las descripciones digitales. Sin pérdida de generalidad, en este segundo bloque, las aplicaciones están orientadas a la
implementación eficiente de algoritmos de tratamiento digital de señal.
Al final, el alumno dispondrá de una visión de las arquitecturas digitales más actuales, y será capaz de decidir en cada caso (aplicación) cuál es la mejor opción conjugando flexibilidad y potencia de cálculo.

A quién va dirigida?

Va dirigida a los alumnos del Master Ingeniero en Sistemas Electrónicos que deseen profundizar y aplicar las técnicas que se utilizan actualmente en el diseño de sistemas complejos.

Objetivos pedagógicos de la asignatura

Los principales objetivos pedagógicos de la asignatura son los siguientes:
· Conocer las alternativas de implementación de diseños electrónicos:
arquitecturas genéricas y arquitecturas orientadas al algoritmo.
· Valorar las opciones de diseño para una aplicación concreta, mediante el compromiso: eficiencia, coste, consumo y flexibilidad.
· Utilizar los conceptos básicos de diseño de arquitecturas digitales para mejorar la eficiencia de procesamiento: segmentación, paralelismo, procesamiento paralelo, etc.
· Ser capaces de optimizar las prestaciones de sistemas concretos, utilizando para ello ejemplos basados en el ámbito del tratamiento digital de la señal.

Programa: 

La asignatura está dividida en los siguientes bloques:
1.- Introducción (3h). Perspectiva histórica de las arquitecturas digitales de alta velocidad. Métricas de calidad en el diseño: Coste, Funcionalidad, Prestaciones y consumo. Técnicas de diseño y de aceleración de sistemas:Pipelines, Paralelismo, Caches, Memoria Virtual.

2.- Arquitecturas genéricas (12h). Arquitecturas de propósito general. Caches y sistemas de memoria. Multiprocesadores. Conjuntos de instrucciones RISC/CISC, instrucciones vectoriales. Paralelismo a nivel de instrucción, ejecución dinámica. Introducción a pipeline estático.

3.- Arquitecturas específicas (6h). Tecnologías de diseño (FPGAs y ASICs), diseño de ASICs. Estructura interna de las FPGAs, cores IP, procesadores empotrados. Diseño basado en FPGAs: principales fabricantes y familias de FPGAs, herramientas de desarrollo, placas de desarrollo.

4.- Técnicas de diseño y optimización (12h). Tipos de representaciones de algoritmos. Cuantificación: coeficientes y señales. Estabilidad.Optimización de sistemas cuantificados. Transformación de algoritmos: pipeline, paralelismo, retiming, enrollado y desenrollado de bucles, arrays sistólicos.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.

 

Evaluación: 

La evaluación se realizará en base a los siguientes parámetros:
· Examen final (60%).
· Trabajos y ejercicios propuestos en la asignatura (30%)
· Asistencia, participación e iniciativa (10%)
En el examen final deberá obtenerse una puntuación mínima de 5,0 (caso contrario, la calificación será suspenso con independencia del resto de calificaciones).

Profesorado
Coordinador: 
Tribunal
Presidente: 
Secretario: 
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I3
Objetivos docentes: 

Esta asignatura tiene como objetivo formar al estudiante en el uso de las herramientas CAD para diseño de circuitos integrados digitales, con especial atención a las fases de síntesis, simulación, diseño físico y verificación. Sobre cada tema se realizarán una serie de prácticas de laboratorio con las herramientas y metodologías profesionales que se utilizan en la industria electrónica basándose en el flujo de trabajo de células estándar.

Objetivos concretos:

  • El alumno entenderá y evaluará los métodos generales de optimización combinatoria que emplean las herramientas CAD.
  • El alumno estará familiarizado con los parámetros que describen una biblioteca de células estándar.
  • El alumno entenderá los algoritmos involucrados en la síntesis lógica y equivalencia tecnológica de circuitos combinacionales y secuenciales, así como la síntesis de alto nivel. El alumno será capaz de sintetizar un circuito descrito en lenguaje VHDL empleando la herramienta “Synopsys Design Compiler” y caracterizar el circuito sintetizado. El alumno se familiarizará con los tipos de ficheros proporcionados por los fabricantes de células estándar para la síntesis.
  • El alumno entenderá los algoritmos involucrados en los distintos tipos de simulación de circuitos electrónicos. El alumno será capaz de realizar simulaciones pre-síntesis, post-síntesis y post-place&route empleando la herramienta “Modelsim”. El alumno se familiarizará con los tipos de modelos de retardo proporcionados por los fabricantes de células estándar para la síntesis.
  • El alumno entenderá los algoritmos involucrados en la fase de diseño físico VLSI: floorplanning, colocación, rutado y rutados especiales. El alumno será capaz de realizar el diseño físico de un circuito sintetizado empleando la herramienta “Cadence SOC Encounter”, realizar su verificación física y eléctrica y su caracterización. El alumno se familiarizará con los tipos de ficheros proporcionados por los fabricantes de células estándar para el diseño físico.
  • El alumno entenderá las técnicas más empleadas para la verificación de circuitos digitales. El alumno se familiarizará con SystemVerilog y las metodologías de verificación orientadas según UVM 1.1. El alumno será capaz de verificar un circuito descrito en VHDL siguiendo las pautas descritas por UVM 1.1.

 

Programa: 

La asignatura consta de clases teóricas y una serie de prácticas asociadas que se desarrollarán en parejas en el laboratorio del edificio B (B-043). A cada pareja se le asignará un turno a elegir entre mañana o tarde. Cada turno será de tres horas.

Temario:

  • 1. Introducción (0.5 ECTS). Metodologías de diseño. Bibliotecas de células estándar. Métodos para optimización combinatoria de propósito general.
    • Laboratorio: Análisis de una librería de células estándar.
  • 2. Síntesis (0.75 ECTS). Optimización y síntesis de lógica combinacional. Optimización de lógica de dos niveles. Optimización de lógica multi-nivel. Diseño de lógica secuencial: Síntesis de FSM. Síntesis de alto nivel. Tareas de planificación y asignación. Algoritmos en herramientas CAD. Síntesis en FPGAs.
    • Laboratorio: Síntesis y caracterización con Synopsys.
  • 3. Simulación (0.75 ECTS). Tipos de simulación. Modelos de células. Modelos de retardo. Verificación formal. Análisis de tiempo estático. Simulación a nivel de transistor.
    • Laboratorio: Simulación con Modelsim.
  • 4. Diseño Físico (1 ECTS). Partición. Colocación de objetos en 0-d. Colocación de objetos en 1-d.    Colocación de objetos en 2-d. Conexionado global. Conexionado de canal. Conexionado detallado. Conexionado de reloj y alimentación.
    • Laboratorio: Diseño físico con Cadence SoC Encounter.
  • 5. Verificación (1 ECTS). Introducción a la verificación. Verificación a nivel sistema. Cobertura funcional. Declaraciones (assertions). Introducción a SystemVerilog. UVM 1.1.
    • Laboratorio: Verificación a nivel sistema con SystemVerilog siguiendo las pautas de UVM 1.1

 

Metodología docente

La asignatura está planteada como una mezcla de clases magistrales, que dan una visión teórica sobre los algoritmos y metodologías, más unas sesiones de laboratorio donde se ponen en práctica los conceptos aprendidos. Al final de las prácticas los alumnos entregarán una memoria como justificación del trabajo realizado y de los resultados obtenidos. Para cada tema, el profesor seleccionará las prácticas de dos equipos de trabajo que tendrán que realizar una presentación con los resultados obtenidos y participar en un debate sobre sus decisiones de diseño.

Evaluación: 

Parcial tipo test de los temas 1, 2 y 3. 25%

Parcial tipo test de los temas 4 y 5. 25%

Calidad técnica de las prácticas. 40%

Participación en clase y aptitudes técnicas demostradas en las sesiones de laboratorio. 10%

Profesorado
Coordinador: 
Tribunal
Presidente: 
Secretario: 
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I2
Objetivos docentes: 

El objetivo del curso es desarrollar los conocimientos para poder entender el comportamiento de los componentes optoelectrónicos que utilizan semiconductores: el diodo emisor de luz (LED), el diodo láser (LD), el fotodetector, y la célula solar. Para ello se partirá del análisis del origen de los procesos ópticos en semiconductores, de su aplicación en micro y nanoestucturas, para llegar a entender la tecnología básica presente en estos dispositivos y la descripción de sus figuras de mérito.

Programa: 

A continuación se detallan los temas que se cubren en la asignatura así como el número de horas de clases presenciales para cada tema:
1. Semiconductores Elementales y Compuestos: 2 horas
2. Propiedades Electrónicas de Semiconductores: 5 horas
3. Procesos Ópticos en Semiconductores: 5 horas
4. Diodos p-n y Schottky: 4 horas
5. Diodos Emisores de Luz (LED): 6 horas
6. Láseres: 4 horas
7. Diodos Laser (LD): 6 horas
8. Fotodetectores: 6 horas
9. Células Solares: 4 horas

Metodología docente
La asignatura se desarrollará con clases magistrales en las que el profesorado presentará y discutirá transparencias con los contenidos del curso. Adicionalmente, los alumnos deberán resolver ejercicios de índole práctico en horario fuera de clases que deberán entregar en fechas determinadas. Dichos problemas serán resueltos y discutidos en clases entre alumnos y profesor. La contribución del alumno a la discusión del temario y de los problemas será por lo tanto esencial y necesaria.

 

Evaluación: 

Problemas semanales a entregar por el alumno (35% de la nota), y examen final (65% de la nota).

Profesorado
Coordinador: 
Profesor: 
Tribunal
Presidente: 
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Primer semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I2
Objetivos docentes: 

El objetivo de la asignatura es que los estudiantes adquieran un conocimiento básico de los procesos tecnológicos más importantes que se aplican a materiales semiconductores utilizados fundamentalmente en el ámbito de la nano y microelectrónica. Además, se explicarán los principales efectos que dichos procesos tecnológicos tienen en las pro-piedades ópticas y eléctricas así como su aplicación en dispositivos optoelectrónicos.

Programa: 



                                               Programa
Tema Nº de horas presenciales
I.Introducción a los materiales semiconductores 4
II.Fabricación de materiales semiconductores 2
III. Epitaxia de materiales semiconductores
III.1 Técnica de Epitaxia Fase Líquida (LPE)
III.2 Técnica de MOCVD
III.3 Técnica de MBE
6
IV. Técnicas de dopaje de materiales
IV.1 Dopaje por difusión
IV.2 Dopaje por implantación iónica
4
V. Oxidación Térmica 2
VI. Deposición en fase vapor (CVD) de materiales aislantes 2
VII. Metalización
 
2
VIII. Ataques Químicos húmedos y secos 2
IX. Litografía óptica y por haz de electrones 2

 

Evaluación: 

Convocatoria ordinaria:
La asignatura se aprobará cuando se obtenga una calificación mayor o igual a 5 puntos sobre un total de 10. Dicha calificación es la suma de las calificaciones correspondientes a las diferentes actividades de evaluación, con los siguientes pesos:
• Primera entrega de problemas (First part of the course) : 10%
• Segunda entrega de problemas (Second part of the course) : 15%
• Tercera entrega de problemas (Third part of the course) : 15%
• Prueba final escrita  (incluye todos los temas del curso): 60%

Convocatoria extraordinaria:
La evaluación de la asignatura en su convocatoria extraordinaria se realizará mediante una única prueba final escrita a celebrar en la fecha que determine la dirección del Máster, con independencia de los resultados parciales obtenidos durante el curso.
 

Profesorado
Tribunal
Secretario: 

Laboratorio de Sistemas Electrónicos (LSE-2 /2016-17)

Enviado por jr.rol el Mar, 14/02/2012 - 18:18.
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
3.0
Fechas de impartición: 
Segundo semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I1
Objetivos docentes: 

La asignatura tiene por objetivo dar una visión práctica de la problemática asociada al análisis, diseño e implementación en sistemas, dispositivos o aplicaciones para entornos inteligentes, así como una visión crítica en la resolución de problemas de ingeniería con un enfoque sistémico y multidisciplinar. Está basada en la metodología PBL (Project Based Learning): el alumno debe desarrollar un proyecto realista relacionado con sistemas electrónicos y sistemas empotrados. Esta asignatura continúa la formación comenzada en Sistemas Empotrados, desarrollando el proyecto con la misma plataforma Raspberry Pi y poniendo en práctica parte de los conceptos adquiridos en esta asignatura.

Programa: 

El reparto en créditos de cada una de las partes involucradas en la asignatura depende de la evolución del trabajo y de las necesidades del grupo durante la misma, dando una mayor dedicación a aquellos conceptos en los que los alumnos concretos de cada año se encuentren menos preparados. Los temas que se cubren en la asignatura son:
- Diseño de la arquitectura del sistema y diseño de interfaces entre módulos
- Desarrollo de una infraestructura de pruebas automática
- Trabajo en equipo: compartir (repositorio), comunicar y controlar (medir)
- Desarrollo de sensores y actuadores
- Depuración en el desarrollo de sistemas
- Programación de microcontroladores sin sistema operativo.
- Programación de controladores para Linux
- Protocolo de comunicaciones entre sistemas basados en microcontrolador
- Desarrollo de aplicaciones sobre sistemas electrónicos con requisitos de tiempo real.

Metodología docente
Se aplican los principios de PBL en dos posibles acepciones: “Project Based Learning” y “Problems Based Learning”. Se adquieren las competencias mediante el desarrollo de un proyecto en equipo relacionado con las tecnologías o aplicaciones de sistemas electrónicos y sistemas empotrados en el que se tratan de poner de relieve los problemas con que se enfrentan los diseñadores de sistemas electrónicos antes de explicar las soluciones que se han desarrollado para solventarlos. De esta manera, el alumno, que se ha encontrado con el problema y lo ha sufrido en primera persona, sigue mejor y con una mayor motivación la explicación del profesor. La asistencia a clase es obligatoria y la asignatura es principalmente práctica, complementada con algunas clases magistrales fijas y otras bajo demanda, en función de la evolución del grupo. El proyecto utiliza como plataforma principal la Raspberry Pi, siguiendo el trabajo desarrollado en la asignatura Sistemas Empotrados. Adicionalmente se utilizarán otros microcontroladores para implementar módulos externos (PIC, AVR, …). Para guiar a los alumnos en la realización del proyecto aparece la figura del Tutor, que es un profesor con amplia experiencia en los temas tratados, que propone tareas concretas y realiza labores de consultoría, para adquirir competencias de comunicación e integración en equipos de trabajo.
El proyecto se dividirá en tareas que se asignarán a los miembros del equipo por parejas en cada iteración (entre 1 y 2 semanas). Las parejas se reajustarán en cada iteración para que exista interacción entre todos los miembros del equipo. El desarrollo de la asignatura requiere trabajo por parte del alumno fuera del horario presencial, en el que podrá asistir al laboratorio en su horario de apertura.
La realimentación sobre el desarrollo del proyecto y la forma de trabajo se realizará en las iteraciones. Los alumnos pueden solicitar tutoría para obtener mayor realimentación sobre detalles del desarrollo del proyecto, como estructuración de código o adecuación de determinados módulos.

Evaluación: 

La evaluación se divide en 3 grupos:
- Evaluación por parte de los compañeros, como miembros de un grupo de trabajo que desarrolla conjuntamente un proyecto (20%)
- Evaluación por parte del profesorado (40%)
- Evaluación del proyecto como grupo (40%)
Nuevamente, se trata de reproducir lo más posible el entorno de trabajo real al que se enfrentará el alumno, donde será juzgado por sus compañeros de trabajo, por sus jefes y por sus clientes.
En cada iteración el equipo tiene que exponer el trabajo realizado y las decisiones tomadas en el transcurso de la iteración. Se presentará un informe técnico con la descripción del sistema. La evaluación de la iteración tendrá en cuenta el sistema desarrollado, la calidad del desarrollo y el informe.
La iteración final tendrá un valor especial y se presentará el día del examen final. Se presentará el sistema completo y se entregará un informe final, que integrará los informes que se han ido presentando en cada iteración.
La nota final de la asignatura será una media entra la puntuación final y la mediana obtenida por el alumno en las iteraciones. La nota final podrá estar normalizada según el alumno que obtenga una mayor puntuación en el desarrollo de la asignatura.

 

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Sistemas Empotrados (SEMP-1 / 2016-17)

Enviado por jr.rol el Mar, 14/02/2012 - 18:02.
Documento electrónico: 
Créditos Totales: 
4.0
Fechas de impartición: 
Primer semestre
Tipo de asignatura: 
Itinerario I1
Objetivos docentes: 

Este curso contempla dos aspectos de manera simultánea: computación y restricciones.  Está claro que los sistemas de computación tienen un impacto muy importante en nuestras vidas, y está claro que todo ingeniero o científico debe tener unos conocimientos básicos sobre su funcionamiento interno.  Pero, ¿por qué deberíamos preocuparnos de las restricciones?
Los sistemas empotrados, como cualquier sistema de computación, tienen que realizar una funcionalidad.  Pero también tienen que cumplir unas restricciones a menudo muy estrictas:
• Restricciones de tiempo: El ABS de un coche tiene que activar los frenos en un tiempo muy corto para evitar accidentes.
• Una reducción en los requisitos de memoria y tamaño implica dispositivos más ligeros, más portables y más baratos.
• Los teléfonos móviles, los dispositivos multimedia portátiles y las redes de sensores inalámbricas suelen tener restricciones muy fuertes de consumo de energía.
• Por último, con tan escasos recursos, la seguridad se convierte en un reto muy difícil.
Además, un sistema empotrado tiene que funcionar en el peor escenario posible, debe ser diseñado para cumplir las restricciones incluso en el caso peor.
En este curso los alumnos aprenderán a programar sistemas empotrados basados en microprocesador y diseñar extensiones hardware para funcionar en el caso peor, considerando todas las restricciones durante el diseño y la implementación.  Empezaremos por los conceptos más básicos para pronto avanzar a las técnicas más avanzadas.
Esta asignatura aporta el contenido teórico necesario para la asignatura “Laboratorio de Sistemas Electrónicos”, que se imparte en el segundo semestre.  El entorno de desarrollo y las herramientas que se presentan en esta asignatura se utilizarán también en el laboratorio.  Y las prácticas de este laboratorio están diseñadas para complementar el enfoque dado en esta asignatura.
Creemos firmemente en aprender haciendo.  No hay mejor forma de aprender cómo construir un sistema empotrado que construyéndolo.  Por tanto, el curso está organizado en torno a varios proyectos utilizando la Raspberry-Pi, un sistema de computación del tamaño de una tarjeta de crédito y muy barato que se enchufa al televisor y un teclado.
Al final del curso, el alumno:
1. Utilizará de forma eficiente las herramientas de desarrollo más ampliamente utilizadas (las herramientas de desarrollo del proyecto GNU): compilador GCC, GNU make, binutils, profilers y depuradores.
2. Utilizará de forma eficiente el sistema operativo Linux, incluyendo extensiones de tiempo real basadas en Xenomai, y será capaz de describir su funcionamiento interno.
3. Será capaz de escribir programas en C bien estructurados, formalmente correctos y eficientes, teniendo en cuenta restricciones de tiempo real estricto, restricciones de memoria, restricciones de consumo y restricciones de seguridad física.
4. Será capaz de diseñar e implementar sistemas empotrados completos basados en la Raspberry-Pi, conectando otros componentes hardware.

Metodología docente
Propuesta de ejercicios prácticos sencillos sobre sistemas empotrados basados en la Raspberry-Pi para el planteamiento de los diferentes temas, haciendo patentes las dificultades y los retos.
Clases de exposición teórica de los temas por parte de los profesores.
Trabajo personal del alumno para resolver los ejercicios, con entrega por el portal moodle de la asignatura.
Puesta en común de los resultados de los ejercicios y aspectos prácticos de diseño y optimización.
Uso continuo de los foros del portal moodle de la asignatura como mecanismo básico de comunicación.

Programa: 

Descripción del programa con un reparto aproximado de horas de clase por tema:
1. Introducción a los sistemas empotrados y conceptos básicos. 4h (11%)
Definición de sistema empotrado.  Sistemas ciber-físicos. Conceptos básicos de arquitectura, compiladores, sistemas operativos para sistemas empotrados.  Introducción a la Raspberry-Pi y a Linux para sistemas empotrados.
2. Microprocesadores y plataformas para sistemas empotrados. Programación de sistemas empotrados. 10h (26%)
Microprocesadores, micro-controladores y periféricos. Ruta de datos y segmentación. Entorno de desarrollo.  Elementos de la toolchain, análisis de errores.  Inicialización del núcleo y del espacio de usuario.
3. Diseño y análisis de programas. Sistemas concurrentes y tiempo real. 8h (21%)
Planificación de software multi-tarea. Sistemas de tiempo real. Ejecutivos cíclicos. Planificación con prioridades. Métodos de análisis del tiempo de ejecución en caso peor. Recursos compartidos. Cálculo del bloqueo máximo.  Protocolos de techo de prioridad.
4. Técnicas de diseño de sistemas. Modelado (modelos de computación). 4h (11%)
Modelos de computación. Invariantes. Equivalencias y refinado. Fiabilidad. Análisis de accesibilidad. Model Checking. Análisis cuantitativo de programas. Análisis del tiempo de ejecución en caso peor.
5. Diseño de bajo consumo. Optimización de consumo. 4h (11%)
Conceptos básicos de consumo en circuitos integrados. Modelos de consumo de alto nivel. Técnicas de reducción de consumo en hardware.  Técnicas de reducción de consumo en software.
6. Técnicas de diseño para reducir el uso de memoria. Optimización de memoria. 4h (10%)
Patrones de diseño para reducir el consumo de memoria. Jerarquías de memoria. Técnicas arquitecturales de optimización de memoria. Scratchpad memories. Loop buffers.
7. Seguridad en sistemas empotrados. 4h (10%)
Introducción a la seguridad en sistemas empotrados.  Seguridad lógica y seguridad física. Ataques de canal auxiliar. Contramedidas y recomendaciones de diseño.

Evaluación: 

• Ejercicios propuestos a lo largo del curso  50%
• Examen final escrito sin libros ni apuntes  50%

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Secretario: