| Tema |
Subtema |
| TEMA 1 TEORÍA (1 h.). INTRODUCCIÓN A LAS FPGAs. |
1.1.- Introducción.
1.2.- Definición y clasificación de las FPGAs.
1.3.- Arquitecturas de las FPGAs.
1.3.1.- Recursos lógicos.
1.3.1.1.- Bloques Lógicos Configurables.
1.3.1.2.- Bloques lógicos internos.
1.3.1.3.- Bloques de Entrada / Salida.
1.3.1.4.- Circuitos dedicados. Memorias de acceso aleatorio síncronas. Circuitos PLL digitales. Circuitos aritméticos. Circuitos multiplicadores. Bloques DSP. Transceptores serie.
1.3.2.- Recursos de interconexión.
1.3.2.1.- Líneas de interconexión.
1.3.2.2.- Conexiones configurables.
1.3.3.- Ejemplos de FPGAs comerciales.
1.4.- Tecnologías de las FPGAs.
1.4.1.- Tecnologías de fabricación de las FPGAs (LVTTL, LVCMOS, etc.).
1.4.2.- Tecnologías de configuración de las FPGAs.
1.4.2.1.- Tecnología de memoria activa estática (SRAM).
1.4.2.2.- Tecnologías de antifusibles.
1.4.2.3.- Tecnologías de memoria pasiva (EEPROM).
1.4.3.- Métodos de configuración de las FPGAs. Fuera del sistema. En el sistema.
1.5.- Características generales de las FPGAs.
1.6.- Ventajas de las FPGAs.
1.7.- Fases del diseño de sistemas digitales mediante FPGAs.
1.7.1.- Implementación del diseño con FPGAs.
1.8.- Herramientas de CAD para el diseño de sistemas con FPGAs.
1.9.- Aplicaciones de las FPGAs.
1.10.- Análisis comparativo de las FPGAs frente a otro tipo de circuitos. |
| TEMA 2 TEORÍA (1 h.). ARQUITECTURA DE LAS FPGAS DE LA FAMILIA SPARTAN 3E DE XILINX. |
2.1.- Introducción.
2.2.- Arquitectura de la familia Virtex 2 de Xilinx.
2.2.1.- Recursos lógicos. CLBs. “Slices”. Registros de desplazamiento basados en RAM.
2.2.2.- Memorias internas. Memoria distribuida. Memoria dedicada.
2.2.3.- Circuitos de reloj.
2.2.4.- Multiplicadores “hardware”.
2.2.5.- Tecnologías de E/S.
2.3.- Spartan 3 frente a Virtex 2.
2.4.- Spartan 3E frente a Spartan 3.
2.5.- Normas de síntesis. |
| TEMA 3 TEORÍA (2 h.). INTRODUCCIÓN A LOS MICROCONTROLADORES. |
3.1.- Introducción. Concepto de microcontrolador.
3.2.- Arquitectura interna. Harvard. Von Neumann.
3.2.1.- Unidad de control (fases ejecución).
3.2.2.- ALU.
3.2.3.- Juego de instrucciones. RISC. CISC.
3.3.- Arquitectura externa.
3.3.1.- Acceso a memoria. Memoria de programa. Memoria de datos
3.3.2.- Acceso a periféricos. Puertos de E/S.
3.3.3.- Control de interrupciones.
3.4.- Periféricos integrados.
3.4.1.- Temporizadores.
3.4.2.- Comunicación serie. UART RS232. SPI. I2C.
3.4.3.- Convertidores A/D y D/A.
3.5.- Ejemplos de microcontroladores comerciales.
3.6.- Aplicaciones de los microcontroladores.
3.7.- Herramientas de programación y verificación. |
| TEMA 4 TEORÍA (2 h.). MICROPROCESADOR “PICOBLAZE"" DE XILINX (I). |
4.1.- Introducción.
4.2.- Versiones del microprocesador Picoblaze de Xilinx.
4.3.- Arquitectura interna del microprocesador Picoblaze.
4.4.- Juego de instrucciones del microprocesador Picoblaze. |
| TEMA 5 TEORÍA (1 h.). DESARROLLO DE SOFTWARE PARA EL MICROPROCESADOR “PICOBLAZE"" DE XILINX. |
5.1.- Introducción.
5.2.- Sintaxis de un programa en ensamblador para el microprocesador Picoblaze.
5.3.- Directivas de un programa ensamblador en el entorno pBlazeIDE. |
| TEMA 6 TEORÍA (3 h.). MICROPROCESADOR “PICOBLAZE"" DE XILINX (II). |
6.1.- Introducción.
6.2.- Arquitectura externa.
6.2.1.- Instrucciones de E/S.
6.2.2.- Conexión de periféricos de entrada.
6.2.3.- Conexión de periféricos de salida.
6.2.4.- Puesta en estado inicial.
6.2.5.- Interrupciones externas.
6.3.- Diseño de periféricos para el microprocesador Picoblaze. |
| TEMA 7 TEORÍA (1 h.). INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS EN UN CIRCUITO (S.O.C.). |
7.1.- Introducción a los métodos de diseño digital.
7.1.1.- Método “software”.
7.1.2.- Método “hardware”.
7.2.- Sistemas en un circuito (SOC).
7.3.- Sistemas en un Circuito Programable (PSOC). Microprocesadores empotrados en FPGAs.
7.3.1.- Microprocesadores “hardware”.
7.3.2.- Microprocesadores “software”.
7.4.- Aplicaciones de los microprocesadores en sistemas empotrados. |
| TEMA 8 TEORÍA (3 h.). CODISEÑO “HARDWARE / SOFTWARE”. |
8.1.- Introducción.
8.2.- Diseño “software”.
8.3.- Diseño “hardware”.
8.4.- Etapas del codiseño “hardware / software”.
8.5.- Particionado “hardware / software”.
8.6.- Ejemplos de codiseño “hardware / software”.
8.7.- Diseño de periféricos. Reparto de funciones entre “hardware” y “software”. |
| TEMA 9 TEORÍA (4 h.). DISEÑO DE SISTEMAS COMPLEJOS I. |
9.1.- Introducción.
9.2.- Análisis previo de la solución más adecuada.
9.3.- Métodos de diseño de periféricos de aplicación específica.
9.3.1.- Ejemplos prácticos.
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| TEMA 10 TEORÍA (2 h.). INTRODUCCIÓN A LOS MÉTODOS DE DISEÑO CORRECTOS. |
10.1.- Introducción.
10.2.- Diseño de sistemas digitales mediante FPGAs.
10.2.1.- Diseño jerárquico.
10.2.2.- Diseño trasladable a otras tecnologías.
10.2.3.- Diseño temporal. |
| TEMA 11 TEORÍA (4 h.). DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES SÍNCRONOS. |
11.1.- Introducción.
11.2.- Diseño síncrono.
11.3.- Normas de diseño de sistemas secuenciales síncronos mediante FPGAs.
11.4.- Sincronización de variables de entrada. |
| TEMA 1 LABORATORIO (2 h.). ETAPAS DEL DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES CON FPGAs. |
1.1.- Introducción. Diagrama de flujo general de la herramienta ISE de Xilinx.
1.2.- Descripción mediante VHDL.
1.3.- Simulación funcional.
1.4.- Síntesis del circuito.
1.5.- Implementación del circuito.
1.6.- Opciones de implementación para las FPGAs de la familia Spartan 3E de Xilinx.
1.7.- Utilización del editor de FPGAs (“FPGA Editor”).
1.8.- Simulación temporal.
1.9.- Análisis de retardos mediante el fichero de informe de retardos.
1.10.- Tecnología y métodos de configuración de las FPGAs de Xilinx.
1.11.- Placas de desarrollo basadas en FPGAs de Xilinx.
1.12.- Obtención del fichero .BIT de configuración.
1.13.- Programación de la FPGA. ”iMPACT”.
1.14.- Comprobación del sistema digital implementado. Solución de problemas.
1.15.- Realización de ejemplos.
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| TEMA 2 LABORATORIO (2 h.). REALIZACIÓN DE CIRCUITOS PERIFÉRICOS PARA EL MICROPROCESADOR PICOBLAZE. |
2.1.- Introducción.
2.2.- Normas básicas de diseño síncrono con VHDL.
2.3.- Realización en VHDL de un registro básico.
2.4.- Realización en VHDL de una memoria de datos.
2.5.- Realización en VHDL de un temporizador. |
| TEMA 3 LABORATORIO (2 h.). REALIZACIÓN DE CIRCUITOS DE ACOPLAMIENTO DE PERIFÉRICOS PARA EL MICROPROCESADOR PICOBLAZE. |
3.1.- Introducción.
3.2.- Realización en VHDL de un circuito de gestión de periféricos de entrada.
3.3.- Realización en VHDL de un circuito de gestión de periféricos de salida.
3.4.- Realización en VHDL de un circuito de memorización de interrupciones. |
| TEMA 4 LABORATORIO (2 h.). HERRAMIENTAS “SOFTWARE” DEL MICROPROCESADOR PICOBLAZE DE XILINX. |
4.1.- Introducción.
4.2.- Programa ensamblador y simulador de Mediatronix. Picoblaze IDE.
4.3.- Realización de ejemplos básicos. |
| TEMA 5 LABORATORIO (6 h.). DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN EL MICROPROCESADOR PICOBLAZE. |
5.1.- Introducción.
5.2.- Archivos fuente suministrados con el microprocesador Picoblaze.
5.3.- Etapas del diseño de aplicaciones basadas en el microprocesador Picoblaze para FPGAs.
5.3.1.- Elección del microcontrolador Picoblaze adecuado.
5.3.2.- Diseño del programa del microprocesador Picoblaze.
5.3.3.- Simulación del programa del microprocesador Picoblaze.
5.3.4.- Generación de los archivos VHDL necesarios para la implementación del
microprocesador Picoblaze con FPGAs de la familia Spartan 3E de Xilinx.
5.3.5.- Diseño de circuitos periféricos del microcontrolador Picoblaze y circuitos
adicionales.
5.3.6.- Simulación de los circuitos periféricos y adicionales.
5.3.7.- Implementación del sistema digital completo.
5.3.8.- Prueba del sistema digital completo.
5.4.- Realización de un ejemplo básico con uso de interrupciones, mediante el microprocesador Picoblaze. |
| TEMA 6 LABORATORIO (12 h.). TRABAJOS DE DISEÑO DE SISTEMAS DIGITALES BASADOS EN EL MICROPROCESADOR PICOBLAZE. |
6.1.- Diseño e implementación de un ejemplo de aplicación de complejidad media basada en el microprocesador Picoblaze 3, según el enunciado suministrado por el profesor en FaiTIC. |
