(Informática
Industrial)
Guía de Aprendizaje - Información al estudiante
1. Datos Descriptivos
|
Asignatura |
Informática Industrial |
|
|
Materia |
Ingeniería de
Computadores |
|
|
Departamento responsable |
Arquitectura y
Tecnología de Sistemas Informáticos |
|
|
Créditos ECTS |
6 |
|
|
Carácter |
Optativo |
|
|
Titulación |
Graduado/a en
Ingeniería Informática por la Universidad Politécnica de Madrid |
|
|
Curso |
3º |
|
|
Especialidad |
No aplica |
|
|
Curso académico |
2012-2013 |
|
Semestre en que se imparte |
Solo en el primero |
|
Semestre principal |
Septiembre - Enero |
|
Idioma en que se imparte |
Castellano |
|
Página Web |
http://www.datsi.fi.upm.es/docencia/Informatica_Industrial |
2. Profesorado
|
NOMBRE Y APELLIDO |
DESPACHO |
Correo electrónico |
|
Manuel María Nieto Rodríguez (Coordinador) |
4106 |
mnieto@fi.upm.es |
|
Felipe Fernández
Hernández |
4103 |
Felipe.Fernandez@es.bosch.com |
|
Antonio Pérez Ambite |
4108 |
aperez@fi.upm.es |
|
Victoria Rodellar
Biarge |
4205 |
victoria@pino.datsi.fi.upm.es |
3. Conocimientos previos requeridos para poder seguir con normalidad la
asignatura
|
Asignaturas superadas |
Fundamentos Físicos y
Tecnológicos de la Informática Sistemas Digitales,
Estructura de Computadores |
|
Otros resultados de aprendizaje necesarios |
|
4. Objetivos de Aprendizaje
|
COMPETENCIAS ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Y SU NIVEL DE
ADQUISICIÓN |
||
|
Código |
Competencia |
Nivel |
|
CE-7 |
Entender el soporte físico
(hardware) de los ordenadores desde el punto de vista del soporte lógico
(software) ), siendo capaz de
seleccionar plataformas hardware para el desarrollo de servicios de diversa
complejidad |
3 |
|
CE-12/16 |
Conocer los campos de aplicación
de la informática, y tener una apreciación de la necesidad de poseer unos
conocimientos técnicos profundos en
ciertas áreas de aplicación; apreciación del grado de esta necesidad en la
aplicación de la informática en la industria. |
3 |
|
CE-22 |
Capacidad de aplicar sus
conocimientos e intuición para diseñar el hardware/software que cumple unos
requisitos especificados. |
3 |
|
CE-26/27 |
Concebir y llevar a cabo
arquitecturas informáticas, integrando hardware y software, utilizando los
principios, metodologías y tecnologías propios de la ingeniería. |
3 |
|
CE-30 |
Diseñar sistemas, creando
prototipos hardware y desarrollando software, que se vayan a explotar en
entornos industriales y de tiempo real. |
3 |
|
CE-30 |
Capacidad para elaborar el pliego
de condiciones técnicas de una instalación informática que cumpla los
estándares y normativas vigentes |
2 |
|
CE-57 |
Concebir y desarrollar
sistemas digitales utilizando lenguajes de descripción hardware |
3 |
LEYENDA: Nivel de competencia: Conocimiento (1), compresión (2), aplicación (3), análisis y síntesis (4)
|
RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA
ASIGNATURA |
|||
|
Código |
Resultado
de aprendizaje |
Competen-cias
asociadas |
Nivel de
adquisi-ción |
|
RA1 |
Diseñar
un sistema basado en un microcontrolador, DSP o FPGA |
CE-7/22/26/ 27/30/57 |
3 |
|
RA2 |
Programar
un sistema empotrado sencillo operando con dispositivos clásicos de un
sistema empotrado |
CE-7/22/26/ 27/30 |
3 |
|
RA3 |
Utilizar
las particularidades de la programación de un sistema que se ejecute con
requisitos de tiempo real |
CE-7/12/16/ 22/30 |
3 |
|
RA4 |
Comprensión los principales
factores del desarrollo de los productos y procesos industriales |
CE-12/16 |
2 |
|
RA5 |
Conocimiento de los principios y
métodos de diseño de un producto industrial |
CE-12/16 |
2 |
|
RA6 |
Conocimiento de los principios de
la ingeniería simultánea |
CE-12/16 |
2 |
|
RA7 |
Conocimiento de los principios de
control y aseguramiento de la calidad |
CE-12/16 |
2 |
|
RA8 |
Conocimiento de los principales
estándares industriales para la comunicación,
supervisión, control y adquisición de datos |
CE-12/16/30 |
2 |
|
RA9 |
Conocimiento de las principales
restricciones tecnológicas de sistemas industriales: tiempo real,
compatibilidad, electromagnética, grado de protección, fiabilidad, robustez,
reusabilidad, facilidad de evolución, etc. |
CE-12/16/ |
2 |
|
RA10 |
Conocimiento de los principios de
la propiedad industrial y las patentes |
CE-12/16 |
2 |
LEYENDA: Nivel de competencia: Conocimiento (1), compresión (2), aplicación (3), análisis y síntesis (4)
5. Sistema de evaluación de la asignatura
|
INDICADORES DE LOGRO |
||
|
Ref |
Indicador |
Relacionado con RA |
|
I1.1 |
Conocer una familia de
microcontroladores, su arquitectura, su lenguaje ensamblador y sus
dispositivos básicos integrados |
RA1/2/3 |
|
I1.2 |
Conocer dispositivos de E/S sencillos,
su control por medio de software y su aplicación para gobernar sistemas
empotrados |
RA1/2/3 |
|
I1.3 |
Diseñar un sistema basado en un
microcontrolador para controlar un sistema empotrado |
RA1/2/3 |
|
I1.4 |
Diseñar y programar el software de
control de un sistema empotrado |
RA1/2/3 |
|
I1.5 |
Usar herramientas de simulación
avanzadas para el diseño y depuración de un sistema empotrado basado en un
microcontrolador |
RA1/2/3 |
|
I2.1 |
Conocer el subconjunto de un lenguaje de descripción hardware para
síntesis desde alto nivel |
RA1/2/3 |
|
I2.2 |
Conocer herramientas de síntesis |
RA1/2/3 |
|
I2.3 |
Diseñar subsistemas combinacionales
básicos, de registro de la información y memoria para síntesis |
RA1/2/3 |
|
I2.4 |
Diseñar sistemas
secuenciales síncronos para síntesis |
RA1/2/3 |
|
I2.5 |
Realizar integración
de diseños con ruta de datos y control |
RA1/2/3 |
|
I2.6 |
Conocer y aplicar
estrategias para la optimización de las prestaciones de los diseños |
RA1/2/3 |
|
I2.7 |
Implementación
de los diseños sobre lógica configurable |
RA1/2/3 |
|
I3.1 |
Capacidad para planificar, diseñar
y desarrollar un producto o proceso industrial |
RA4-10 |
|
I3.2 |
Capacidad para optimizar de forma
continua un producto o proceso industrial |
RA4-10 |
|
I3.3 |
Capacidad para comprender los
fundamentos de un proceso I+D+i |
RA4-10 |
|
EVALUACION SUMATIVA |
|||
|
Breve descripción de las actividades evaluables |
Momento |
Lugar |
Peso en la calif. |
|
Simulación del
sistema diseñado, memoria de la práctica y cuestionario. |
Semana 6 |
Aula asignada |
40% |
|
Memorias de
prácticas y examen global de conocimientos sobre los trabajos realizados |
Semanas de la |
Clase/Aula centro de calculo/ trabajo personal |
40% |
|
Práctica 3.1:
elaboración de una memoria escrita sobre un tema elegido. |
Semana 15 |
Aula asignada |
6,6% |
|
Examen 3.1: prueba
de evaluación escrita de preguntas cortas. Duración: 1h. |
Semana 15 |
Aula asignada |
13,4% |
|
Total: 100% |
|||
|
CRITERIOS DE
CALIFICACIÓN |
|
Sistema de EVALUACIÓN MEDIANTE EVALUACIÓN CONTÍNUA La
asignatura consta de tres partes diferenciadas que deben aprobarse por
separado. Una vez obtenida una calificación igual o superior a 5 en cada una
de ellas, se aplicará la siguiente fórmula para obtener la calificación
final: 0,4x*(diseño con microcontroladores) + 0,4*
(diseño para síntesis) + + 0,2* (diseño
de sistemas industriales) Parte
1. Diseño con microcontroladores: La
evaluación de esta parte consistirá en la elaboración de una memoria
descriptiva del diseño del sistema propuesto, su demostración mediante simulación
con La
evaluación se llevará a cabo al final de la semana 6. Una vez superada esta
parte, se guardará la calificación obtenida para el siguiente año académico. Parte
2. Diseño para síntesis desde alto nivel e implementación lógica
configurable: Para
aprobar esta parte, se deberán aprobar las prácticas que se realizarán en el
laboratorio durante las semanas Parte
3. Diseño de sistemas industriales: Para
aprobar esta parte de la asignatura será necesario superar un examen de teoría
y la práctica propuesta, ambos con nota mayor o igual a 5 puntos.
La calificación de esta parte se obtendrá mediante la siguiente fórmula: 0,67*Nota del examen + 0,33*Nota de la práctica El
examen se realizará al final de la semana 16. Una vez superada esta parte,
se guardará la calificación obtenida para el siguiente año académico. |
|
CRITERIOS DE
CALIFICACIÓN |
|
(Sistema de EVALUACIÓN MEDIANTE SOLO PRUEBA FINAL.
Continuación) La
asignatura consta de tres partes diferenciadas que deben aprobarse por
separado. Una vez obtenida una calificación igual o superior a 5 en cada una
de ellas, se aplicará la siguiente fórmula para obtener la calificación
final: 0,4x*(diseño con microcontroladores) + 0,4*
(diseño para síntesis) + + 0,2* (diseño
de sistemas industriales) Parte
1. Diseño con microcontroladores: La
evaluación de esta parte consistirá en la elaboración de una memoria
descriptiva del diseño del sistema propuesto, su demostración mediante
simulación con La
evaluación se llevará a cabo durante la semana 16. Una vez superada esta
parte, se guardará la calificación obtenida para el siguiente año académico. Parte
2. Diseño para síntesis desde alto nivel e implementación lógica
configurable: Para
aprobar esta parte, se deberán aprobar las prácticas que se realizarán en el
laboratorio durante las semanas Parte
3. Diseño de sistemas industriales: Para
aprobar esta parte de la asignatura será necesario superar un examen de teoría
y la práctica propuesta, ambos con nota mayor o igual a 5 puntos.
La calificación de esta parte se obtendrá mediante la siguiente fórmula: 0,67*Nota del examen + 0,33*Nota de la práctica El
examen se realizará durante la semana 16. Una vez superada esta parte, se
guardará la calificación obtenida para el siguiente año académico. |
|
CRITERIOS DE
CALIFICACIÓN |
|
(Sistema de EVALUACIÓN EN CONVOCATORIA
EXTRAORDINARIA) La
asignatura consta de tres partes diferenciadas que deben aprobarse por
separado. Una vez obtenida una calificación igual o superior a 5 en cada una
de ellas, se aplicará la siguiente fórmula para obtener la calificación
final: 0,4x*(diseño con microcontroladores) + 0,4*
(diseño para síntesis) + + 0,2* (diseño
de sistemas industriales) Parte
1. Diseño con microcontroladores: La
evaluación de esta parte consistirá en la elaboración de una memoria
descriptiva del diseño del sistema propuesto, su demostración mediante
simulación con La
evaluación se llevará a cabo en la fecha que designe Jefatura de Estudios.
Una vez superada esta parte, se guardará la calificación obtenida para el
siguiente año académico. Parte
2. Diseño para síntesis desde alto nivel e implementación lógica
configurable: Para
aprobar esta parte, se deberán aprobar las prácticas que se realizarán en el
laboratorio durante las semanas Parte
3. Diseño de sistemas industriales: Para
aprobar esta parte de la asignatura será necesario superar un examen de teoría
y la práctica propuesta, ambos con nota mayor o igual a 5 puntos.
La calificación de esta parte se obtendrá mediante la siguiente fórmula: 0,67*Nota del examen + 0,33*Nota de la práctica El
examen se realizará en la fecha que designe Jefatura de Estudios. Una vez
superada esta parte, se guardará la calificación obtenida para el siguiente
año académico. |
Contenidos y Actividades de Aprendizaje
|
CONTENIDOS ESPECÍFICOS |
||
|
Bloque / Tema / Capítulo |
Apartado |
Indicadores Relaciona-dos |
|
Parte I: Diseño con microcontroladores |
1.1 Introducción al diseño de
sistemas basados en microcontroladores. Presentación de la familia del
microcontrolador usado en clase. |
I1.1 |
|
1.2 Presentación de la herramienta
Proteus. Diseño mínimo. Activación de LED’s mediante E/S programada. |
I1.2,
I1.5 |
|
|
1.3
E/S digital. Lectura de pulsadores y
teclados. Control de dispositivos. |
I1.2, I1.3, I1.4, I1.5 |
|
|
1.4 Gestión de
interrupciones. |
I1.1, I1.3, I1.4, I1.5 |
|
|
1.5 Control de
módulos LCD. |
I1.2, I1.3, I1.4, I1.5 |
|
|
1.6 Temporizadores
programables. Ejemplos de uso. |
I1.1,
I1.3, I1.4, I1.5 |
|
|
1.7 E/S serie. USART (RS-232). I2C, SPI. |
I1.1,
I1.3, I1.4, I1.5 |
|
|
1.8 Cadena de
E/S Analógico/Digital. PWM. Ejemplos
de uso. |
I1.2,
I1.3 |
|
|
1.9 Memoria principal. ROM, RAM, Decodificación.
Alimentación ininterrumpida. |
I1.2,
I1.3 |
|
|
1.10 Ejemplos prácticos. |
I1.2,
I1.3, I1.4 |
|
|
Parte II.
Diseño para síntesis desde alto nivel e implementación lógica configurable |
2.1 Introducción a la síntesis desde alto nivel
e implementación configurable |
I2.1,
I2.6, I2.7 |
|
2.2 Presentación de la herramienta de síntesis
Quartus II |
I2.2,
I2.6, I2.7 |
|
|
2.3 Sistemas combinacionales. Modelado de buses |
I2.3,
I2.6, I2.7 |
|
|
2.4 Modelado de elementos de memoria |
I2.3,
I2.6, I2.7 |
|
|
2.5 Modelado de memorias |
I2.3,
I2.6, I2.7 |
|
|
2.6 Modelado de ALUs |
I2.3,
I2.6, I2.7 |
|
|
2.7 Modelado de Máquinas de estados finitos. |
I2.4,
I2.6, I2.7 |
|
|
2.8 Planteamiento de un proyecto. Reutilización de
componentes |
I2.1,
I2.2, I2.3, I2.4, I2.5, I2.6, I2.7 |
|
|
2.9 Modelado de la ruta de datos |
I2.3 |
|
|
2.10 Modelado del control |
I2.4 |
|
|
2.11 Integración de la ruta de datos y del control |
I2.3,
I2.4, I2.6 |
|
|
2.12 Implementación del diseño sobre PFGA |
I2.7 |
|
|
Parte III.
Diseño de sistemas industriales |
3.1 Visión
general de los sistemas industriales |
I3.1,
I3.2, I3.3 |
|
3.2 Métodos
de los productos y procesos industriales |
I3.1,
I3.2, I3.3 |
|
|
3.3 Plataformas
industriales |
I3.1,
I3.2, I3.3 |
|
6. Breve descripción de las modalidades organizativas utilizadas y de los
métodos de enseñanza empleados
 |
|
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES
ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS
|
|
CLASES DE TEORIA
|
Se
utilizará la lección magistral para la exposición verbal de los contenidos,
apoyándose en recursos audiovisuales. |
CLASES DE PROBLEMAS
|
El
profesor resolverá en la clase, problemas “tipo” de cada tema que, servirán
para aplicar los conocimientos adquiridos en las clases de teoría. |
PRÁCTICAS
|
El alumno deberá resolver, simular en
las aulas informáticas del centro de cálculo e implementar físicamente en el
laboratorio, problemas que cumplan unas determinadas especificaciones. El
profesor hará una breve introducción al problema y al método de solución, y a
partir de ello, el alumno deberá desarrollar la solución como se le indique
en un guión. |
TRABAJOS AUTONOMOS
|
|
TRABAJOS EN GRUPO
|
Se utiliza este método para que el
alumno trabaje en grupo en la resolución de un proyecto de mayor entidad que
las prácticas de laboratorio. |
TUTORÍAS
|
Los alumnos podrán hacer uso de
tutorías personalizadas, cuando lo soliciten al profesor. |
7. Recursos didácticos
RECURSOS DIDÁCTICOS |
|
|
BIBLIOGRAFÍA |
Scott Hauck
and Andre Dehon Ed., Reconfigurable Computing, The theory and
Practice of FPGA-based computation. Morgan
Kaufmann 2008. |
M. Keating y P. Bricaud, Reuse Methodology
Manual for Systems-on-a-Chip-Design, Kluwer Academic Publishers,
2002.
|
|
Transparencias.
|
|
Manuales y catálogos de
fabricantes.
|
|
|
RECURSOS WEB |
Página web de la asignatura: http://www.datsi.fi.upm.es/docencia/Informatica_Industrial Enlaces
a páginas de interés. |
|
EQUIPAMIENTO |
Laboratorio |
|
Aula computadores personales del centro de cálculo |
|
|
Aula de clase |
|
|
Sala de trabajo en grupo |
|
8. Cronograma de trabajo de la asignatura
|
Semana |
Actividades
en Aula |
Actividades
en Laboratorio |
Trabajo
Individual |
Trabajo
en Grupo |
Actividades
de Evaluación |
Otros |
|
Parte 1.
Diseño con microcontroladores |
||||||
|
Semana 1 (10 horas) |
· 1.1 Introducción. Familia I8052. (2h) · 1.2 Herramienta Proteus. Diseño
mínimo. LED’s. (2h) |
|
|
·
Práctica (6h) |
|
|
|
Semana 2 (10 horas) |
· 1.3 E/S Básica. Pulsadores,
teclados, 12V, ca. (2h) · 1.4 Interrupciones. (2h) |
|
|
· Práctica
(6h) |
|
|
|
Semana 3 (10 horas) |
· 1.5 Módulos LCD. (1h) · 1.6Temporización. Ejemplos de uso.
(3h) |
|
|
· Práctica
(6h) |
|
|
|
Semana 4 (10 horas) |
· 1.7 E/S Serie. RS-232. I2C. SPI. (3h) · 1.8 Conversión A/D y D/A. PWM.
Ejemplos de uso. (1h) |
|
|
· Práctica
(6h) |
|
|
|
Semana 5 (10 horas) |
· 1.8 Conversión A/D y D/A. PWM.
Ejemplos de uso. (1h) · 1.9 Memoria externa. ROM y RAM.
Alimentación Ininterrumpida. (1h) · 1.10 Ejemplos. (2h) |
|
|
· Práctica
(6h) |
|
|
|
Semana 6 (10,5 horas) |
·
Presentación de trabajos en clase. (4h) |
|
|
· Práctica
(6h) |
· Presentación de la práctica (0,5h) |
|
|
Parte 2. Diseño para síntesis |
||||||
|
Semana 7 (8 horas) |
· 2.1 Introducción a la síntesis desde
alto nivel e implementación configurable. (2h) |
· 2.2 Presentación
de la herramienta de diseño. (2h) |
· Realización de un modelo VHDL de un ejercicio sencillo y realización de
memoria (4h) |
|
|
|
|
Semana 8 (8 horas) |
|
·
2.3
Sistemas combinaciones. Modelos de Buses. (2h) ·
2.4 Modelados de elementos de memoria. (2h) |
· Realización de las memorias de las prácticas
(4h) |
|
|
|
|
Semana 9 (8 horas) |
|
· 2.5 Modelos de memorias RAM. (2h) · 2.6 Modelados de ALUS. (2h) |
· Realización de las memorias de las
prácticas (4h) |
|
|
|
|
Semana 10 ( 6 horas) |
|
· 2.7 Modelos de FSM (2h) ·
2.8
Planteamiento de un proyecto. Reutilización de componentes (2h) |
· Realización de las memorias de las
prácticas (2h) |
|
|
|
|
Semana 11 ( 10 horas) |
|
· 2.9 Realización de la ruta de datos (2h) · 2.10 Realización
del control (2h) |
· Finalización ruta de datos y
control (6h) |
|
|
|
|
Semana 12 (22 horas) |
|
·
2.11 Integración
de la ruta de datos y control (2h) ·
2.12
Implementación del diseño sobre una FPGA (2h) |
· Realización de memoria del proyecto
(16 h) |
|
· Examen global (2h) |
|
|
Parte 3. Diseño de sistemas industriales |
||||||
|
Semana 13 (10 horas) |
· 3.1 Visión general de los sistemas industriales
(4h) |
|
· Estudio (4h) |
· Práctica. Análisis y desarrollo (2h) |
|
|
|
Semana 14 (10 horas) |
· 3.2 Métodos de los productos y procesos industriales (4h) |
|
· Estudio (4h) |
· Práctica. Análisis y desarrollo (2h) |
|
|
|
Semana 15 (10 horas) |
· 3.3 Plataformas |
|
· Estudio (4h) |
· Práctica. Análisis y desarrollo (2h) |
|
|
|
Semana 16 (3 horas) |
|
|
|
· Práctica. Análisis y desarrollo (2h) |
· Examen escrito (1h) |
|
|
TOTAL 155,5 horas |
38 horas |
22 horas |
48 horas |
44 horas |
3,5 horas |
|
Nota: Para cada actividad se especifica la dedicación en horas que implica para los alumnos