Universidad de Jaén

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Guía Docente
13313012-Programación hardware
Curso Académico 2025-26
FICHA IDENTIFICATIVA
Datos de la asignatura:
Código:
13313012
Nombre:
Programación hardware
Centro:
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)
Titulación:
Grado en Ingeniería informática
Curso:
4
Cuatrimestre:
SEGUNDO CUATRIMESTRE
Tipo:
Optativa
Idioma de impartición:
Español
Nivel PATIE:
-
Temporalidad:
-
Plataforma de teleformación:
Modalidad de impartición:
Presencial
Información adicional (PROF)
-




PROFESORADO

COORDINACIÓN
Nombre:
RUEDA RUIZ, ANTONIO JESÚS
Departamento:
U118 - INFORMÁTICA
Área:
570 - LENGUAJES Y SISTEMAS INFORMÁTICOS
Categoría:
TITULAR DE UNIVERSIDAD
Despacho:
A3 - 141
Correo-e:
ajrueda@ujaen.es
Teléfono:
953212893

EQUIPO DOCENTE
Nombre:
PÉREZ CANO, FRANCISCO DANIEL
Departamento:
U118 - INFORMÁTICA
Área:
570 - LENGUAJES Y SISTEMAS INFORMÁTICOS
Categoría:
PROFESOR AYUDANTE DOCTOR
Despacho:
-
Correo-e:
-
Teléfono:
-
ORCID:
-
URL web:
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RESUMEN
Conocimientos previos y recomendaciones
Para el correcto aprovechamiento del curso se requieren conocimientos medios de hardware de ordenadores, programación en C++ e Informática Gráfica.
Breve resumen de la asignatura (según memoria RUCT)
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Prerrequisitos
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COMPETENCIAS / RESULTADOS DEL PROCESO DE FORMACIÓN Y APRENDIZAJE
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DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS
Teoría

Módulo 1: Programación hardware

  • Controladores de dispositivo
    • Tipos de drivers
    • Estructura de drivers en GNU/Linux y Windows
  • Programación de E/S y buses
    • E/S mapeada y no mapeada
    • Interrupciones, DMA
    • Servicios BIOS y UEFI

Módulo 2: Hardware reconfigurable

  • Introducción al hardware reconfigurable
    • Dispositivos lógicos programables
    • Lenguajes de descripción de hardware
  • Tecnologías de hardware reconfigurable
    • Dispositivos lógicos simples: PAL, PLA, GAL
    • Dispositivos lógicos complejos: CPLD y FPGAs
  • Programación de hardware reconfigurable
    • Tipos de circuitos y sus componentes
    • Diseños hardware con el lenguaje VHDL

Módulo 3: Procesadores gráficos programables

  • Introducción a la computación GPU
    • Evolución de las unidades de proceso gráfico (GPUs)
    • GPGPU y computación GPU
    • Evolución de la computación GPU. Hardware y entornos de desarrollo
  • Programación de shaders
    • Arquitectura del pipeline gráfico
    • Evolución de las capacidades de programación en las GPUs mediante shaders
    • Vertex shaders y pixel shaders. Shaders avanzados. Lenguajes de programación de shaders
    • Programación de shaders mediante OpenGL Shading Language (GLSL)
    • Resolución de problemas de propósito general mediante programación de shaders (GPGPU)
  • Computación GPU en arquitecturas unificadas
    • Arquitecturas unificadas en GPUs
    • Introducción a la tecnología CUDA de NVIDIA
    • Programación de arquitecturas multicore mediante OpenCL
    • Shaders para computacion GPU
Práctica
  1. Desarrollo de controladores de dispositivo
  2. Uso de interrupciones y servicios BIOS/UEFI
  3. Simulación y síntesis de circuitos hardware VHDL/Verilog
  4. Programación de shaders para visualización cientifica
  5. Programacion de shaders para cálculo de proposito general
  6. Programación en CUDA/OpenCL
  7. Programación con compute shaders (opciónal)




METODOLOGÍAS DOCENTES Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
Información adicional
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Metodologías docentes
Actividades Horas presenciales Horas trabajo autónomo Total horas Competencias
Clases expositivas en gran grupo 25 37.5 62.5

CB2R, CB3R, CB5R, CC8R, CC9R

Clases en pequeño grupo 30 45 75

CB2R, CB3R, CB5R, CC8R, CC9R

Tutorías colectivas 0 12.5 12.5

CB2R, CB3R, CB5R, CC8R, CC9R

Actividades formativas

La asignatura se divide en dos partes fuertemente relacionadas: teoría (clases expositivas en gran grupo) y prácticas (clases en pequeño grupo).


La teoría se impartirá en su mayor parte con sesiones magistrales, incluyendo varias sesiones de actividades, resolución de dudas y debate con las que se evaluará la participación del estudiante en la asignatura.

La parte práctica se realizará en el laboratorio de informática, utilizando el ordenador para el desarrollo de dichas sesiones. Se evaluará la resolución de diversos problemas relacionados con la programación de controladores, E/S,  GPU y diseño de circuitos para su implementación en FPGA.





SISTEMAS DE EVALUACIÓN
Sistemas de evaluación (específico)

Atendiendo a lo recogido en el art. 13 del Reglamento de Régimen Académico y de Evaluación del alumnado de la Universidad de Jaén, la evaluación de la asignatura será global.

Prácticas (70%)

A lo largo del cuatrimestre se completarán varias prácticas en cada uno de los bloques, evaluadas individualmente. La calificación acumulada de dichas prácticas representará el 70% de la calificación final en la asignatura, con un peso del 50% (35% del global) para las prácticas de primer y segundo bloque y un 50% (el otro 35% del global) para las prácticas del tercero.

Trabajo teórico (25%)

Los conocimientos teóricos se evaluarán a través de la realización y presentación de un trabajo individual en relación a la temática de la asignatura.

Asistencia y participación (5%)

Se valorará la asistencia a las sesiones de teoría y prácticas, así como la participación activa en clase.

La evaluación del trabajo teórico, prácticas, asistencia y trabajo autónomo inciden en los resultados de aprendizaje de la asignatura (R1 y R5R1) y permite mejorar en el nivel de alcance de las competencias CB2R, CB5R, CC8R y CC9R.

Sistemas de evaluación (general)
-




BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía
  1. Vhdl: De La Tecnología A La Arquitectura De Computadores. Autor: Jose J. Ruz.


  2. Fundamentos De Sistemas Digitales. Edición: 11ª. Autor: Thomas L. Floyd.


  3. Linux Device Drivers Development : Develop Customized Drivers For Embedded Linux. Autor: John Madieu.


  4. Opengl Programming Guide: The Official Guide To Learning Opengl, Version 4.5 With Spir-V. Edición: 9. Autor: John Kessenich, Graham Sellers.
Bibliografía complementaria
  1. Arquitectura De Computadores: Un Enfoque Cuantitativo.. Autor: John L. Hennessy.


  2. Vhdl : Lenguaje Para Síntesis Y Modelado De Circuitos. Edición: 3ª. Autor: Pardo Carpio.


  3. Digital Electronics With Vhdl, Quartus Ii Version. Autor: Wiliam Kleith.




OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE
Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras.
Información adicional
La programación de bajo nivel mediante FPGAs y GPUs es fundamental en muchos procesos de la industria como son los sistemas de control, la simulación de procesos o los gemelos digitales. También son fundamentales para el proceso de firmado en la infraestructura de cadena de bloques, que es la base de muchas tecnologías de gran impacto actual y futuro: criptomonedas, NFTs, smart contracts, etc.




CLÁUSULAS
Cláusula de protección de datos para grabación de clases

Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Paraje Las Lagunillas, s/n; Tel.953 212121; www.ujaen.es

Delegado de Protección de Datos (DPO): TELEFÓNICA, S.A.U. ; Email: dpo@ujaen.es

Finalidad del tratamiento: Gestionar la adecuada grabación de las sesiones docentes con el objetivo de hacer posible la enseñanza en un escenario de docencia multimodal y/o no presencial.

Plazo de conservación: Las imágenes serán conservadas durante los plazos legalmente previstos en la normativa vigente.

Legitimación: Los datos son tratados en base al cumplimiento de obligaciones legales (Ley Orgánica 6/2001, de 21 de diciembre, de Universidades) y el consentimiento otorgado mediante la marcación de la casilla habilitada a tal efecto.

Destinatarios de los datos (cesiones o transferencias): Toda aquella persona que vaya a acceder a las diferentes modalidades de enseñanza.

Derechos: Ud. podrá ejercitar los derechos de Acceso, Rectificación, Cancelación, Portabilidad, Limitación del tratamiento, Supresión o, en su caso, Oposición. Para ejercitar los derechos deberá presentar un escrito en la dirección arriba señalada dirigido al Servicio de Información, Registro y Administración Electrónica de la Universidad de Jaén, o bien, mediante correo electrónico a la dirección de correo electrónico. Deberá especificar cuál de estos derechos solicita sea satisfecho y, a su vez, deberá acompañarse de la fotocopia del DNI o documento identificativo equivalente. En caso de que actuara mediante representante, legal o voluntario, deberá aportar también documento que acredite la representación y documento identificativo del mismo. Asimismo, en caso de considerar vulnerado su derecho a la protección de datos personales, podrá interponer una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es

Cláusula de protección de datos para evaluación on-line

Responsable del tratamiento: Universidad de Jaén, Campus Las Lagunillas, s/n, 23071 Jaén

Delegado de Protección de Datos:dpo@ujaen.es

Finalidad: Conforme a la Ley de Universidades y demás legislación estatal y autonómica vigente, realizar los exámenes correspondientes a las asignaturas en las que el alumno o alumna se encuentre matriculado. Con el fin de evitar fraudes en la realización del mismo, el examen se realizará en la modalidad de video llamada, pudiendo el personal de la Universidad de Jaén contrastar la imagen de la persona que está realizando la prueba de evaluación con los archivos fotográficos del alumno en el momento de la matrícula. Igualmente, con la finalidad de dotar a la prueba de evaluación de contenido probatorio de cara a revisiones o impugnaciones de la misma, de acuerdo con la normativa vigente, la prueba de evaluación será grabada.

Legitimación: cumplimiento de obligaciones legales (Ley de Universidades) y demás normativa estatal y autonómica vigente.

Destinatarios: prestadores de servicios titulares de las plataformas en las que se realicen las pruebas con los que la Universidad de Jaén tiene suscritos los correspondientes contratos de acceso a datos.

Plazos de conservación: los establecidos en la normativa aplicable. En el supuesto en concreto de las grabaciones de los exámenes, mientras no estén cerradas las actas definitivas y la prueba de evaluación pueda ser revisada o impugnada.

Derechos: puede ejercitar sus derechos de acceso, rectificación, cancelación, oposición, supresión, limitación y portabilidad remitiendo un escrito a la dirección postal o electrónica indicada anteriormente. En el supuesto que considere que sus derechos han sido vulnerados, puede presentar una reclamación ante el Consejo de Transparencia y Protección de Datos de Andalucía www.ctpdandalucia.es