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Guía Docente
74212006-Diseño de sistemas digitales complejos
Curso Académico 2025-26
FICHA IDENTIFICATIVA
Datos de la asignatura:
Código:
74212006
Nombre:
Diseño de sistemas digitales complejos
Centro:
ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (LINARES)
Titulación:
Máster Univ. en Ingeniería de telecomunicación
Curso:
1
Cuatrimestre:
PRIMER CUATRIMESTRE
Tipo:
Obligatoria
Idioma de impartición:
Español
Nivel PATIE:
PATIE 3
Plataforma de teleformación:
-
Modalidad de impartición:
Presencial
Información adicional (PROF)
This course is taught under face to face modality for theoretical and practical sessions




PROFESORADO

COORDINACIÓN
Nombre:
NIETO NIETO, LUIS MIGUEL
Departamento:
U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA
Área:
785 - TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
Categoría:
PROFESOR COLABORADOR
Despacho:
-
Correo-e:
-
Teléfono:
-
URL web:
-

EQUIPO DOCENTE
Nombre:
MUÑOZ DÍEZ, JOSÉ VICENTE
Departamento:
U133 - ING. ELECTRÓNICA Y AUTOMATICA
Área:
785 - TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
Categoría:
PROFESOR CONTRATADO DOCTOR
Despacho:
D - 115
Correo-e:
jmunoz@ujaen.es
Teléfono:
953 648635
URL web:
jmunoz@ujaen.es




RESUMEN
Conocimientos previos y recomendaciones
It is advisable to have solid knowledge related to digital electronics (logic gates, decoders, multiplexers or systems based on flip-flops, etc). It is also highly recommended having C language programming skills.
Breve resumen de la asignatura (según memoria RUCT)
Dispositivos lógicos programables.Diseño digital en lenguajes de descripción hardware.Lenguajes de descripción de hardware: ABEL.Lenguajes de descripción de hardware: VHDL.Diseño con CPLDs.Diseño con FPGAs.Implementaciones prácticas.
Prerrequisitos
There are not requirements further than the ones that the master establishes




COMPETENCIAS / RESULTADOS DEL PROCESO DE FORMACIÓN Y APRENDIZAJE

 

Competencias

CB10 Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
CB8 Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de conocimientos y juicios
CB9 Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CE11 Conocimiento de los lenguajes de descripción hardware para circuitos de alta complejidad.
CE12 Capacidad para utilizar dispositivos lógicos programables, así como para diseñar sistemas electrónicos avanzados, tanto analógicos como digitales. Capacidad para diseñar componentes de comunicaciones como por ejemplo encaminadores, conmutadores, concentradores, emisores y receptores en diferentes bandas.
CG10 Ser capaces de asumir la responsabilidad de su propio desarrollo profesional y de su especialización en uno o más campos de estudio
CG6 Saber evaluar y seleccionar la teoría científica adecuada y la metodología precisa de sus campos de estudio para formular juicios a partir de información incompleta o limitada incluyendo, cuando sea preciso y pertinente, una reflexión sobre la responsabilidad social o ética ligada a la solución que se proponga en cada caso.
CG7 Ser capaces de predecir y controlar la evolución de situaciones complejas mediante el desarrollo de nuevas e innovadoras metodologías de trabajo adaptadas al ámbito científico/investigador, tecnológico o profesional concreto, en general multidisciplinar, en el que se desarrolle su actividad
CG8 Saber transmitir de un modo claro y sin ambigüedades a un público especializado o no, resultados procedentes de la investigación científica y tecnológica o del ámbito de la innovación más avanzada, así como los fundamentos más relevantes sobre los que se sustentan.
CG9 Haber desarrollado la autonomía suficiente para participar en proyectos de investigación y colaboraciones científicas o tecnológicas dentro su ámbito temático, en contextos interdisciplinares y, en su caso, con una alta componente de transferencia del conocimiento.
CT3 Capacidad para las relaciones interpersonales y el trabajo en equipos de carácter interdisciplinar
CT4 Formación para llevar a cabo un aprendizaje autónomo, que se adapte a nuevas situaciones aplicando en la práctica los conocimientos teóricos.
CT5 Capacidad de buscar y encontrar información de distintas fuentes y para entender el lenguaje y propuestas de otros especialistas
CT6 Ser capaz de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que,siendo limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
CT7 Sensibilidad hacia temas medioambientales y hacia la búsqueda de un modelo de desarrollo más sostenible.
 
Resultados de aprendizaje

Resultado Resul-21

Tener una panorámica general de los PLDs.

Resultado Resul-22

Saber utilizar las hojas de características de fabricantes de PLDs.

Resultado Resul-23

Conocer el proceso y herramientas de diseño con PLDs y FPGAs.

Resultado Resul-24

Modelar circuitos digitales con ABEL y VHDL.

Resultado Resul-25

Comprender las limitaciones de recursos de los PLDs y FPGAs y saber seleccionar un dispositivo.

Resultado Resul-26

Utilizar las herramientas CAD de los fabricantes para el diseño de circuitos y sistemas digitales complejos con PLDs y FPGs




DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS
Teoría

Chapter 1. Integrated Circuit Manufacturing

  • Silicon crystal structure
  • Purification techniques
  • Manufacturing techniques

Chapter 2. FPGA: architecture and technology

  • Basic theory on FPGAs and applications
  • Introduction to the design method of digital systems with FPGAs
  • Logic resources in FPGAs

Chapter 3. Digital system design with FPGA

  • Hardware Description Languages (HDL).
  • Overview of HDL development.
  • VHDL design units.
  • Behavioral, dataflow and structural description.
  • Integrated Development Environment (IDE) tools.

Chapter 4. Basic digital components: combinational and synchronous components

  • Design of complex systems.
  • Modularity and Top-down and Bottom-up methodologies.
  • State Machines.
  • Register Transfer methodology.
  • Algorithmic State Machine methodology.
Práctica

The practical sessions consisted of introductory seminars, during which the professor explained the instrumentation to be used. Then, there were seven practical sessions, which were marked in the laboratory.

 

Practical seminar. Introduction to Quartus IDE and hardware development system 

Practical session 1: Combinational system I 

Practical session 2: Combinational system II

Practical session 3: Designing with counters

Practical session 4: Shift registers applications

Practical session 5: Finite State Machine design

Practical session 6: RTL design 

Practical session 7: Introduction to SoC systems





METODOLOGÍAS DOCENTES Y ACTIVIDADES FORMATIVAS
Información adicional
The methodology contemplates project-based learning, including a final project to apply the techniques covered in the classes. Learning is organized in five didactic strategies: 1) Lessons and seminars. It means master lectures delivered by the professor where the active participation of the students is going to be boosted. 2) Practical lessons. These lessons will be delivered in the laboratory in groups. The student will design a project through the different component subsystems, which will integrate a more complex final project, according to a project-based learning methodology. 3) Resolution of the problems proposed in class. These problems will be focused on aspects dealt in theoretical and practical sessions. 4) Tutorial sessions in groups or individuals. This activity will allow to give a more personal answer to the doubts that the students will have along the academic year. 5) Exams resolution by which the students' knowledge will be evaluated. The development of large group and small group lectures will befocused on promoting quality teaching by giving priority toactivities that foster inclusive and equitable learning (SDG-4)
Metodologías docentes
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases expositivas en gran grupo: Clases magistrales
  • M2 - Clases expositivas en gran grupo: Exposición de teoría y ejemplos generales
  • M4 - Clases expositivas en gran grupo: Conferencias
29.1 43.65 72.75 2.91
  • CB10
  • CB8
  • CE11
  • CE12
  • CG6
  • CG8
  • CG9
  • CT3
  • CT5
  • CT6
A2 - Clases en grupos de prácticas
  • M11 - Clases en grupos de prácticas: Resolución de ejercicios
  • M12 - Clases en grupos de prácticas: Presentaciones/Exposiciones
  • M13 - Clases en grupos de prácticas: Otros
  • M6 - Clases en grupos de prácticas: Actividades prácticas
  • M7 - Clases en grupos de prácticas: Seminarios
29.1 43.65 72.75 2.91
  • CB9
  • CE11
  • CE12
  • CG10
  • CG7
  • CT4
  • CT5
  • CT6
  • CT7
A3 - Tutorias Colectivas
  • M14 - Tutorias Colectivas/Individuales: Supervisión de trabajos dirigidos
1.8 2.7 4.5 0.18  
TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  
Actividades formativas
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases expositivas en gran grupo: Clases magistrales
  • M2 - Clases expositivas en gran grupo: Exposición de teoría y ejemplos generales
  • M4 - Clases expositivas en gran grupo: Conferencias
29.1 43.65 72.75 2.91
  • CB10
  • CB8
  • CE11
  • CE12
  • CG6
  • CG8
  • CG9
  • CT3
  • CT5
  • CT6
A2 - Clases en grupos de prácticas
  • M11 - Clases en grupos de prácticas: Resolución de ejercicios
  • M12 - Clases en grupos de prácticas: Presentaciones/Exposiciones
  • M13 - Clases en grupos de prácticas: Otros
  • M6 - Clases en grupos de prácticas: Actividades prácticas
  • M7 - Clases en grupos de prácticas: Seminarios
29.1 43.65 72.75 2.91
  • CB9
  • CE11
  • CE12
  • CG10
  • CG7
  • CT4
  • CT5
  • CT6
  • CT7
A3 - Tutorias Colectivas
  • M14 - Tutorias Colectivas/Individuales: Supervisión de trabajos dirigidos
1.8 2.7 4.5 0.18  
TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  




SISTEMAS DE EVALUACIÓN
Sistemas de evaluación (específico)

The evaluation of the subject is based on the mark obtained in two parts:

1) Practical problems resolution with attendance and active participation in tutorial lectures. There will be practical sessions which will take place in the laboratory. In same of them could be needed to submit a final report. The score obtained in this part will represent 50% of the overall mark.

For the first call, the practical assesment is based on continuous evaluation in the laboratory by the correct resolution of the designs proposed. 

2) Students knowledge will be evaluated by means written exams and presentations in class. The mark obtained in this part will represent 50% of the overall mark.

The first point described above is aimed to evaluate the progress of the students in order to achieve the competences CB10, CB8, CB9, CE11, CE12, CG10, CG8, CG9, CT3, CT4, CT5, CT6 and CT7. Moreover, the following results of the learning are also evaluated by this activity: Resul-21, Resul-22, Resul-23, Resul-24, Resul-25 and Result-26.

The second point described above is aimed to evaluate the progress of the students in order to achieve the competences CE11, CE12 and CT4. Moreover, the following results of the learning are also evaluated by this activity: Resul-21, Resul-24 and Result-25.

Important note: There is not a minimum mark  (for any of the points above described) that the students have to achieve to compute the average of the two parts (overall mark). However, for the exam which takes place in second call is necessary to get a mark higher than 4.5 point (out of 10) for each part to compute the overall mark.

Sistemas de evaluación (general)
ASPECTO Ponderación mínima Ponderación máxima
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales 10 10
Conceptos teóricos de la materia 50 50
Prácticas de laboratorio/campo/uso de herramientas TIC 40 40




BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía
  1. Beginning Fpga: Programming Metal : Your Brain On Hardware . Autor: Pang, Aiken.. Editorial: Apress.


  2. Fpga-Based Implementation Of Signal Processing Systems. Edición: Wiley. Autor: Roger Woods, John McAllister, Gaye Lightbody, Ying Yi, 2017.


  3. Introduction To Logic Circuits & Logic Design With Vhdl. Edición: Springer. Autor: LaMeres, Brock J., 2017.


  4. Synthesizable Vhdl Design For Fpgas..
    Observaciones: Synthesizable VHDL Design for FPGAs. 1st ed. 2014. Bezerra, Eduardo Augusto. Springer International Publishing (C. Biblioteca).




OBJETIVOS DE DESARROLLO SOSTENIBLE
Objetivo 4: Educación de calidad.
Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras.
Objetivo 12: Producción y consumo responsable.
Objetivo 13: Acción por el clima.
Información adicional




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