Unidad: 1 +
TEORIA (36 horas)
Tema 1. Fundamentos de Electrónica y Física de Semiconductores (6 horas).
1.1.Teoría de bandas y estructura cristalina.
1.2.Materiales semiconductores: propiedades ópticas y eléctricas.
1.3.La unión PN.
Tema 2. Dispositivos electrónicos (12 horas).
2.1. Diodos.
2.2. Transistor BJT.
2.3. Transistor MOS.
Tema 3. Dispositivos fotónicos (6 horas).
4.1. Fotodetectores.
4.2. Diodo LED y láser.
4.3. Dispositivos ópticos integrados.
Tema 4. Tecnología microelectrónica (12 horas).
4.1. Crecimiento cristalino y depósito de capas delgadas.
4.2. Recubrimiento de obleas: oxidación, implantación iónica y difusión.
4.3. Litografía óptica.
4.4. Definición de patrones por ataque químico y plasma.
LABORATORIO (24 horas)
1.Simulación y caracterización del diodo (3 horas).
2.Simulación y caracterización transistor BJT (3 horas).
3.Simulación y caracterización del transistor MOSFET (3 horas).
4.Implementación de un amplificador/conmutador (3 horas).
5.Caracterización dispositivos optoelectrónicos (6 horas).
6.Práctica/demo 1 sala gris (3 horas).
7. Práctica/demo 2 sala gris (3 horas).
Unidad: 2 +
TEORIA (30h)
1. Introducción al diseño microelectrónico analógico
2. Diseño CMOS
3. Amplificadores CMOS monoetapa
4. Amplificadores CMOS diferenciales
5. Bloques básicos de diseño y circuitos de acondicionamiento
6. Amplificador operacional
LABORATORIO (30h)
1. Introducción. Caracterización de transistores MOS.
2. Fuentes y espejos de corriente
3. Amplificadores monoetapa
4. Amplificadores diferenciales
5. Amplificador diferencial. Análisis preliminar.
6. Análisis paramétricos
7. Optimización y casos límite ("corners")
8. "Layout". Posicionado e interconexión.
9. Verificación del layout. DRC. LVS.
10. Extracción de parámetros. QRC. Xstream.
Unidad: 3 +
Los contenidos de la teoría se han distribuido en 8 temas y un total de 3 ECTS.
TEORIA (30h)
Tema 1: El transistor MOS en conmutación.
En este tema se estudian las características eléctricas básicas del transistor trabajando en conmutación. Se estudia la puerta básica inversora y Schmitt-Trigger.
Tema 2: Puertas básicas CMOS y bloques combinacionales.
Puertas NAND, NOR, XOR. Niveles de ruido. Decodificadores, codificadores, multiplexores, comparadores.
Tema 3: Circuitos secuenciales CMOS.
Latch y flip-flop. Registros de desplazamiento, contadores y otros bloques combinacionales. Máquinas de estados.
Tema 4: Temporización.
Estudio de los tiempos que intervienen en el camino de datos y en el reloj.
Tema 5: Planificación de la alimentación.
Dominios de alimentación. Circuitos mixtos analógicos y digitales.
Tema 6: Planificación del Layout.
Áreas en el layout. Diseño de I/O.
Tema 7: Introducción a la síntesis lógica.
Descripción del diseño, esquemas y lenguajes, VHDL y Verilog.
Tema 8: Simulación y bancos de pruebas.
Preparación del circuito para simulación. Diseño y especificación de los bancos de pruebas.
LABORATORIO (30h)
El laboratorio supone un total de 3 ECTS distribuidos en 10 prácticas de 0,3 ECTS cada una.
Práctica 1: Puerta inversora CMOS, análisis estático y dinámico.
En esta sesión se introduce el uso de las herramientas de CAD para el diseño de circuitos digitales CMOS. Se diseña una puerta inversora CMOS y se estudian sus características mediante la simulación eléctrica Spice. Se estudian las características estáticas y dinámicas.
Práctica 2: Bloques combinacionales, análisis del camino de datos.
En esta sesión se diseñan algunas puertas con las que se crean circuitos básicos para estudiar los efectos en las características dinámicas de las cargas, así como los retrasos introducidos por el número de etapas y la carga.
Práctica 3: Bloques secuenciales, simulación de la frecuencia máxima.
En esta sesión se diseña un circuito secuencial simple y se estudia l a frecuencia máxima de funcionamiento según diferentes circunstancias.
Práctica 4: Introducción al layout full-custom.
En esta sesión se estudia el funcionamiento de la herramienta de layout mediante la creación de un circuito combinacional básico. Se introducen los chequeos DRC y LVS.
Práctica 5: Diseño mixto analógico/digital.
En esta sesión se diseña y analiza un circuito mixto analógico/digital, prestando especial atención a los dominios de alimentación.
Práctica 6: Extracción de propiedades y simulación post-layout.
En esta sesión se implementa un circuito digital, se extraen sus propiedades a partir del layout y se simula, comparando los resultados pre y post layout.
Práctica 7: Anillo I/O.
En esta sesión se diseña el anillo de entrada/salida del chip con parte analógica y digital y separación de los dominios de alimentación.
Práctica 8: Análisis de los elementos básicos de una biblioteca digital.
En esta sesión se analiza un circuito digital construido a partir de elementos de una biblioteca digital.
Práctica 9: Simulación digital
En esta sesión se crea un circuito a partir de los elementos digitales de una biblioteca y se simula con un simulador digital.
Práctica 10: Introducción a la síntesis lógica.
En esta sesión se diseña un circuito sencillo utilizando un lenguaje de descripción hardware, se sintetiza generando el layout, se comprueba que coinciden layout y descripción y se simula.
Unidad: 4 +
Bloque I Test (15h)
Teoría (6 h)
Introducción
Tipos de errores
Tipos de tests
Hardware
Instrumentación
Análisis de resultados
Prácticas (9h)
1. Latch up en transistores / Caracterización térmica
2. Automatización de medidas
3. Análisis de datos (R/Matlab)
Bloque II Verificación digital (45h)
Introducción a Verificación Digital (6 h)
Verificación Digital (DV): contexto dentro del flujo de diseño de un chip.
Objetivos. Métricas de verificación. Coverage.
Metodología de trabajo: vPlan, regresiones, bug reporting y bug tracking. Tests dirigidos, tests randomizados, inyección de errores, stress.
Breve introducción a otras disciplinas en DV: verificación formal, emulación, DMS y AMS.
Testeando el test.
SystemVerilog para DV (9 h)
Verilog y SystemVerilog.
Interfaces. Conectando DUT y testbench. Glue logic.
Tipos de datos. Clases y relación entre las clases, patrones de software.
Tareas y funciones.
Randomización y constraints. Estrategias de generación de estímulos.
Hilos y comunicación entre procesos. Eventos, semáforos, mailboxes.
Assertions.
Definición de covergroups y coverpoints. Cross coverage. Sampling.
Breve introducción a DPI.
Ejemplos basados en casos reales.
Introducción a UVM (15 h)
Conceptos básicos de UVM (Universal Verification Methodology). Qué es una librería, un framework y por qué usarlo. Modularización y reusabilidad.
Tipos de componentes: monitor, driver, agente, environment, scoreboard, testcase.
Arquitectura del testbench. Interacciones entre los componentes: llamadas y agregación. Transacciones, secuencias y uso de puertos.
Representación de registros. RAL.
Prácticas (15 h)
Práctica 1: vPlan.
Verificación de un DUT con SystemVerilog y clases.
Familiarización con las principales herramientas: compilador, simulador, visor de gráficas.
Práctica 2 (*2 sesiones): verificación de un DUT con UVM.
Generación de un testbench con todos los componentes.
Generación de testcases dirigidos.
Práctica 3: randomización y assertions con UVM.
Generación de testcases randomizados. Constraints. Regresiones.
Práctica 4: Coverage.
Creación de covergroups y sampleo.
Análisis de métricas.
Familiarización con las herramientas de recolección de coverage y análisis de métricas.
Consecución de 100% de functional coverage y code coverage.
Unidad: 5 +
TEORIA (30h)
Tema 1: Introducción al diseño de sistemas embebidos.
Tema 2: Arquitectura de los sistemas embebidos.
Tema 3: Comunicación procesador con lógica programable.
Tema 4: Creación periféricos usuario.
Tema 5: Entorno de desarrollo software.
Tema 6: Desarrollo y depuración software.
Tema 7: Revisión del diseño de sistemas embebidos en tiempo real.
Tema 8: Arquitectura avanzada de un sistema embebido.
Tema 9: Depuración del sistema embebido (HW/SW) utilizando Logic Analyzer.
Tema 10: Interfaces de memoria en un sistema embebido.
Tema 11: Manejo de interrupciones en sistemas en tiempo real.
Tema 12: Estudio de baja latencia y alto ancho de banda.
Tema 13: Configuración del procesador y creación de un Bootloader del sistema.
Tema 14: Estudio del profiling y de la optimización de rendimiento de un sistema embebido.
LABORATORIO (30h)
Laboratorio 1: Diseño hardware de un sistema embebido básico.
Laboratorio 2: Añadiendo IPs en la lógica programable.
Laboratorio 3: Creando y añadiendo periféricos propios.
Laboratorio 4: Escribiendo aplicaciones software básicas.
Laboratorio 5: Depuración de software utilizando SDK.
Laboratorio 6: Creación de un sistema embebido completo.
Laboratorio 7: Depuración software/hardware usando Logic Analyzer.
Laboratorio 8: Extendiendo el espacio de memoria con BRAM.
Laboratorio 9: Acceso directo a memoria utilizando CDMA.
Laboratorio 10: Creación de un Bootloader del sistema embebido.
Laboratorio 11: Profiling y optimización de rendimiento en sistemas embebidos.
Unidad: 6 +
Los contenidos de la materia serán diferentes dependiendo de la práctica concreta que se deba llevar a cabo. A continuación se relacionan de modo genérico las posibles actividades que pueden realizarse
durante las prácticas externas:
- Diseño microelectrónico analógico o mixto
- Diseño microelectrónico digital
- Test y verificación
- Sistemas embebidos. Software y hardware
- Diseño de layout
- Diseño de sistemas electrónicos
- Procesado digital de señal en sistemas VLSI
- ...
Unidad: 7 +
Los contenidos del Trabajo Fin de Master serán diferentes dependiendo de los objetivos concretos del proyecto a realizar. Pueden ser objeto de tema de Trabajo Fin de Master todos aquellos que sean propios de los estudios del Master. En particular, se podrán proyectar toda clase de sistemas y dispositivos microelectrónicos por cuantos procedimientos permita realizar la ingeniería actual. También podrá ser objeto del Trabajo Fin de Master los trabajos de investigación y desarrollo, y el modelado teórico o numérico de los dispositivos, circuitos o sistemas microelectrónicos. Se podrán considerar asimismo como temas de Trabajo Fin de Master los estudios relacionados con los contenidos de la Titulación y relativos a equipos, fábricas, instalaciones, servicios o su planificación, gestión o explotación. Por tanto los contenidos de la materia serán diferentes dependiendo del trabajo fin de máster concreto que se haya seleccionado por el alumno.
Unidad: 8 +
Aunque la lista de seminarios será dinámica, se proponen, en esta primera edición, los siguientes títulos:
Fully Integrated Frequency Synthesizers: PLLs for Modern Wireless Communications Systems
WiFi7 Physical layer transceiver design. An overview
Clock Distribution for Modern RF ICs: an overview
SW/HW codesign: FW architectures and development process during System On Chip design
Digital verification: practical use case
Business aspects in IC design
Verification
Medical applications
Industrial applications
Measurements
Unidad: 9 +
TEORIA (12h)
1. Revisión de estructuras básicas de circuitos
2. Técnicas de control aplicadas en diseño microelectrónico analógico
3. Ruido
4. Técnicas de layout
5. Ejemplos prácticos de proyectos: referencias de voltaje
6. Ejemplos prácticos de proyectos: reguladores de voltaje
LABORATORIO (18h)
1. Proyecto practico I: Diseño y layout de una referencia de voltaje (parte 1/3)
2. Proyecto practico I: Diseño y layout de una referencia de voltaje (parte 2/3)
3. Proyecto practico I: Diseño y layout de una referencia de voltaje (parte 3/3)
4. Proyecto practico II: Diseño y layout de un regulador de voltaje (parte 1/3)
5. Proyecto practico II: Diseño y layout de un regulador de voltaje (parte 2/3)
6. Proyecto practico II: Diseño y layout de un regulador de voltaje (parte 3/3)
Unidad: 10 +
TEORIA (20h)
1.Introduction a sistemas de comunicación.
2.Componentes para desarrollo de bloques de radio frecuencia.
- Extensión modelos RF
- Mecanismos de degradación y releability
- Líneas de transmisión integradas
- encapsulado
- Bobinas integradas y extensión de RF de componentes pasivos
3. Diseño amplificadores RF.
- Introducción parámetros S
- Criterios estabilidad
- Topologías y amplificadores ganancia programable.
4.. Amplificadores de bajo ruido
- topologías
- técnicas cancelación ruido
5.Amplificadores de Potencia
- topologías
- mecanismos de degradación, SOA y electro migración
6.Mezcladores:
- activos vs pasivos
- técnicas mejora linealidad
7.Osciladores
- osciladores de anillo.
- osciladores LC.
- Osciladores Colpits.
- Osciladores controlados digitalmente.
LABORATORIO (10h)
P1. Diseño y simulación líneas de transmisión en inductancias
P3. Selección punto de polarización de un transistor y Layout
P4. Diseño Amplificador bajo ruido
P5. Diseño y simulación de un Mezclador.
P5. Diseño y Simulación de un VCO
Unidad: 11 +
TEORIA
Tema 1: Circuitos de capacidades conmutadas (4h)
Tema 2: Técnicas de compensación de offset, ruido de baja frecuencia y desapareamiento (4h)
Tema 3: Convertidores de Nyquist (4h)
Tema 4: Convertidores de sobremuestreo (4h)
Tema 5: Sensores de temperatura integrados. (4h)
Tema 6: Frontends para sensores capacitivos, resistivos o inductivos (4h)
LABORATORIO
Práctica 1: técnicas de simulación de circuitos en tiempo discreto (1.5h)
Práctica 2: modelado de comportamiento de moduladores sigma-delta (1.5h)
Práctica 3: diseño y simulación de circuitos SC para convertidores Sigma-Delta (1.5h)
Práctica 4: diseño y simulación de un sensor de temperatura (1.5h)
Unidad: 12 +
TEORIA (15h)
Diseño Digital con System Verilog (8h)
Codificación de diseños para síntesis. (2h)
Codificación de Máquinas de Estado Finitas. (1h)
Generación, procesado y distribución de relojes y resets (1.5h)
Sincronización de datos entre dominios de reloj y dominios de reset (1.5h)
Diseño de Bajo Consumo con UPF. Clock Gating, Power Gating, DVFS. (2h)
Implementación Digital VLSI (7h)
Introducción al Flujo de Implementación Digital (0.5h)
Biblioteca de Celdas Digitales en Procesos de Fabricación Avanzados (0.5)
Definición de Restricciones Temporales (1h)
Síntesis (1h)
Diseño para Test (1h)
Emplazamiento y Rutado (1h)
Análisis Temporal Estático (1h)
Análisis de Consumo (1h)
LABORATORIO (15h)
Proyecto practico 1: Diseño RTL (Verilog) (7h)
Codificación de diseños para síntesis
Codificación de Máquinas de Estado Finitas
Generación, procesado y distribución de relojes y resets
Sincronización de datos entre dominios de reloj y dominios de reset
Proyecto practico 2: implementación (6h)
Síntesis
Diseño para Test
Emplazamiento y Rutado
Proyecto practico 3: análisis (2h)
Análisis Temporal Estático
Análisis de Consumo
Unidad: 13 +
TEORIA (18h)
Tema 1: Introducción a funciones principales de un sistema de comunicaciones
Tema 2: Adquisición de datos
Tema 3: Cuantificación
Tema 4: Filtros, interpoladores/diezmadores
Tema 5: Modulación/Demodulación
Tema 6: Optimización de Velocidad, Área y Consumo
LABORATORIO (12h)
Laboratorio 1: Arquitectura de un filtro FIR
Laboratorio 2: Implementación de un filtro FIR
Laboratorio 3: Simulación de un filtro FIR
Unidad: 14 +
TEORÍA (18h)
Tema 1: Introducción (2h)
- Diferencias entre uC/Cpu/Core
- Principales fabricantes de CPU del mercado
- Profundizar en la introducción del ARM M4-Cortex como Core de Referencia para el curso
Tema 2: Cortex-M4 core (4h)
- Características del core
- Modelo de memoria
- Registros de proposito general
- Stacks
- Niveles de acceso y modos de programación
- Excepciones
- Vector table
- Fault handling
- Instrumentation Trace Macrocell (ITM)
- AHB Access Port (AHB-AP)
- Bus Matrix
Tema 3: Perifericos del ARM M4-Cortex (4h)
- Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC)
- System Controll Block
- System timer
- Memory Protection Unit (MPU)
- Floating-point unit
Tema 4: Herramientas para programar un ARM M4-Cortex (3h)
- Proceso de compilacion
- Toolchain
- Makefile
- Startup file
- Linker script
Tema 5: Integración de una CPU en diferentes microcontroladores (2h)
- ARM M4 por stm32f4 y texas
- ARM M0 por rasberry pico y stm32m0
- Otros ejemplos...
Tema 6: Interaccion del ARM M4-Cortex con los masters y esclavos del Stm32F4 (3h)
- Arquitectura del sistem de un Stm32F4
- Organizacion de la memoria
- Mapa de memoria
LABORATORIO (12h)
LAB1: Interacción con los registros de proposito general y de las configuraciones basicas
LAB2: Cambios de contexto para Irq y Excepciones Vs Interacción funciones caller/callee
LAB3: Creación de un Scheduler
LAB4: Creación Startup file + linker script
LAB5: Migrar todo lo realizado hasta ahora a la toolchain creando un makefile
LAB6: Analisis de consumo de memoria
Unidad: 15 +
Tema 1: Introducción a los sistemas embebidos (1h)
- Conceptos básicos de los sistemas embebidos. Características diferenciales
- Tipos de sistemas embebidos
- Aplicaciones de los sistemas embebidos
- Seguridad de los sistemas embebidos
Tema 2: Lenguajes de programación para sistemas embebidos (1h)
- Lenguajes de bajo nivel para sistemas embebidos. Ensamblador
- Lenguajes de alto nivel para sistemas embebidos. C y herramientas de compilación.
- Lenguajes de scripting útiles
- Interfaz entre diferentes lenguajes de programación
Tema 3: Arquitecturas SW/HW para sistemas embebidos (1h)
- CPUs
- Memorias
- Hosted/Hostless
- Flash/Flashless
- SDK y API de clientes
- VKs
Tema 4: Desarrollo de software para sistemas embebidos (1h)
- Ciclo de vida del desarrollo de software para sistemas embebidos
- Metodologías agiles de desarrollo de software para sistemas embebidos
- Herramientas de desarrollo de software para sistemas embebidos
Tema 5: Descripción de características deseables del flujo de desarrollo (2h)
- Reduccion del Time-to-market
- Definición de requisitos
- Funcionales
- Temporales
- Coste
- Etc.
- Arquitectura de Sistema
- Co-diseño HW/SW
- Plataformas de pruebas HW/SW
- Simulaciones
- Emuladores
- FPGAs
- Definición de interfaces HW/SW
- HW drivers
- Proceso de bringup
- Test Driven Development (TDD)
- Control de versiones (SCM)
- Gestión de tareas y errores en proyectos (Agile + Jira)
- Tests de Sistema
- Sistemas de Integración Continua
- Test benches
- Documentación
Tema 6: Diseño de software para sistemas embebidos (3h)
- SW product line: HW and SW configurations
- Arquitectura SW de capas, componentes e interfaces
- Diseño para el re-uso
- Capas de abstracción, HAL, OSAL.
- Código independiente de aplicación
- Código dependiente de aplicación
- Componentes de terceros y cuestiones legales
- Diseño para compatibilidad hacia atrás
- Diseño escalable
- Uso extensivo de tecnicas de programacion defensiva (assert)
- Chequeo de hard/soft deadlines
- Chequeo de problemas con la memoria (overwrites, stack overflows, etc) - Sistemas operativos de tiempo real (RTOS)
- Configuracion
- Threads y prioridades
- Interrupciones
- Timers
- Stacks
- Primitivas de comunicacion
- Aplicaciones multiprocesador
- Utilidades de debug y analisis del rendimiento
- Problemas recurrentes:
- Thread preemption
- Tiempo de respuesta a interrupciones
- Inversion de prioridades
- Tipos de Componentes
- HOST SW: drivers, apps, libs
- Firmware: dev, prod, BIST, loader
- Herramientas y scripts
- Interface públicos / privados
Tema 7: Funcionalidades usuales en sistemas embebidos (2h)
- Configuración especifica del producto
- Producción
- Remota
- SW upgrades
- SDK para extender/cambiar funcionalidad
- Flash FS
- Interfaces
- JTAG
- UART
- SPI
- Consola de debug/operacion
- Watchdog
- Herramientas de debug
-Memoria dinámica
Tema 8: Optimización de SW en Sistemas Embebidos (2h)
- Memoria vs Rendimiento
- Coste vs Facilidad en el desarrollo
- Requisitos HW
- Optimización de Memoria
- Compactación de estructuras de datos
- Datos en memorias compartidas
- Asignación de memoria (linker script)
- Reutilización de memoria
- Implementación de subsets de librerías (matemáticas, libc¿)
- Optimización de rendimiento
- Aritmética de punto fijo
- Uso de ensamblador.
- Re-escritura de código para uso de HW específico (DSP)
- DMA
Tema 9: Análisis de fallos en Sistemas Embebidos (2h)
- Requisitos HW
- JTAG
- Unit Tests
- Logs (serial, ethernet, files¿).
- Debug Buffers
- CPU Trace buffer
- Memory dumps
- Análisis de problemas en tiempo. Profiling
- Parseo y visualización de datos.
- Debug en sistemas multiprocesador
LABORATORIO:
La duración de cada laboratorio será de 1,5h:
Laboratorio 1: Diseño de la arquitectura de un sistema embebido
- Requisitos
- Arquitectura y codiseño HW/SW
- Ventajas y desventajas de las distintas opciones en cuanto a coste, facilidad de desarrollo, rendimiento, etc. Laboratorio 2: Máquina virtualizada para desarrollo
- Virtualización de la plataforma de diseño (Docker)
- Herramientas de desarrollo (GNU)
- Sistema de control de versiones (GIT)
- Unit tests (Google Test)
- Análisis Estático de Código (CppCheck)
- Cobertura de testeo (Gcov)
- Análisis dinámico de Código (Valgrind/Electric Fence)
Laboratorio 3: Implementación de plataforma SW independiente de la aplicación sobre un simulador de RTOS
Laboratorio 4: Implementación de utilidades para debug (I)
Laboratorio 5: Implementación de utilidades para debug (I)
Laboratorio 6: Implementación de Mock para simular un HW especifico
Laboratorio 7: Implementación de una aplicación real time ejemplo sobre la plataforma anterior (I)
Laboratorio 8: Implementación de una aplicación real time ejemplo sobre la plataforma anterior (II)
Laboratorio 9: Debug funcional de la aplicación
Laboratorio 10: Análisis de rendimiento y uso de memoria
Unidad: 16 +
TEORIA (15h)
Tema 0: Conceptos de validación y aseguramiento de la calidad (QA)
- Modelo en V
- Requisitos
- Pruebas
- Depuración y defectos
- Conceptos de CI y de CD (Continuous Integration & Continuous Delivery)
Tema 1: Definición de requisitos
- Requisitos hardware
- Requisitos software
- Requisitos de sistema
- Herramientas de gestión de requisitos
Tema 2: Definición de prueba a partir de requisitos
- Herramientas existentes vs propias
- Tipos de pruebas (caja negra, caja blanca, funcionales, no funcionales...)
- Definición de indicadores clave de rendimiento (KPI) a partir de requisitos
- Definición de criterios de aceptación ¿pass/fail¿
Tema 3: Introducción a la validación de sistemas embebidos
- Validación de sistemas embebidos vs sistemas software:
- Disponibilidad de recursos
- Tiempos de ejecución
- Posibilidad de automatización
- Definición de sistema bajo prueba
- Interacción con el sistema bajo prueba
Tema 4: Ejecución y automatización de pruebas
- Definición de bancos de prueba
- Pruebas automáticas vs manuales: Por qué automatizar
- Automatización:
- Codificación: Control de cambios
- Instrumentación
- Ejecución
- Informes
- Herramientas:
- Lenguajes de programación para pruebas automáticos
- Herramientas para registrar progreso de pruebas
- Frameworks de prueba
-Recolección organizada de datos para informe de defectos
Tema 5: Defectos
-Qué es un defecto y cómo identificarlos
- Cómo reportar un defecto correctamente
- Herramientas de informe y trazabilidad de defectos
Tema 6: CI para productos embebidos
- Qué ofrece una herramienta de CI en la validación de productos embebidos:
- Definición de trabajos fácilmente repetibles
- Distribución de los trabajos entre hardware disponible
- Ventajas de tener un CI automatizado:
- Optimización de tiempo maquina
- Distribución de recursos
- Informes de resultados automáticos
- Gestión de bancos de prueba:
- Coexistencia entre automatización y uso manual de recursos
- Interacción de los componentes de un entorno de CI - Herramientas habituales de CI:
- Jenkins, Teamcity, Jira Workflow
Tema 7: Obtención y análisis de indicadores clave de rendimiento (KPI)
- KPI relacionados con el producto:
- Rendimiento
- Estabilidad
- Repetibilidad
- KPI relacionados con el entorno de CI:
- Cobertura de requisitos
- Tiempo entre detección de defecto y el arreglo
- Uso de recursos
LABORATORIO (15h)
Laboratorio 1: Definir requisitos a partir de una descripción breve de un producto.
Laboratorio 2: Definición de pruebas a partir de requisitos. Plan de prueba.
Laboratorio 3: Ejecución manual de un plan de prueba. Pruebas exploratorias.
Laboratorio 4: Automatización de las pruebas definidas.
Laboratorio 5: Identificación y reporte de defectos a partir de los resultados de las pruebas.
Laboratorio 6: Creación de un entorno CI completo.
Laboratorio 7: Definición de KPI a partir de requisitos y resultados de las pruebas.
Unidad: 17 +
TEORIA (10h)
Conceptos generales de arquitectura de computadores
- La arquitectura (ISA: Instruction Set Architecture)
Diferencias entre CISC y RISC
- La CPU (Unidad Central de Proceso)
Unidad de control
ALU (Unidad Aritmético-Lógica)
Buses
Cache de instrucciones
Pipelining
Registros
- Cores
- Memoria (ROM, RAM)
Memoria caché
- Periféricos de entrada/salida
Interrupciones
- Microcontroladores
Conceptos generales de software
- Lenguajes de programación
Relación entre juego de instrucciones, código objeto y lenguaje ensamblador
- Tipos de archivo ejecutable
- Compiladores
- El linker o enlazador
Linker scripts y scatter files
- Memoria estática y dinámica
El stack y el heap
- El cargador de arranque o bootloader
Tiempo real y conceptos de RTOS
- RTOS vs GPOS
Latency
- RTOS vs ¿bare-metal¿ (¿super loop¿)
- Kernel / Scheduler
preemptive time-slicing
cooperative time-slicing
Tick, Idle task, Ticless idle
- Interrupciones hardware y software
- Tareas e hilos
thread stack
prioridades
o Paralelismo y concurrencia
Sección Crítica
Semáforos, mutex y operaciones atómicas
Colas de mensajes o otros mecanismos
Condition variables
Problemas clásicos
productor/consumidor
condición de carrera
inversión de prioridades
- Procesadores multi-core
SMP (Symetric Multi-Processing)
AMP (Asymmetric Multi-Processing)
- Comunicación entre tareas
Análisis de los RTOS más comúnmente usados
- FreeRTOS
- MicroC/OS-II (uCOS)
- ThreadX
- RTEMS
- Zephyr
- VxWorks
RTOS en FPGAs
- Procesadores softcore. Ejemplos
Xilinx Microblaze
Tensilica Xtensa
Implementaciones RISC-V (Mi-V RV32, NEORV32, FEMTORV32)
LABORATORIO (20h)
Proyecto de un pequeño sistema controlado por RTOS:
Control de un ventilador accionado por motor DC (PWM) de forma automática mediante sensor de temperatura y controlable mediante comandos por Ethernet.
Unidad: 18 +
Los contenidos del "Proyecto Industrial en Microelectrónica" serán diferentes dependiendo de los objetivos concretos del proyecto a realizar. Pueden ser objeto de tema de aquellos que sean propios de los estudios del título. En particular, se podrán proyectar toda clase de sistemas y dispositivos microelectrónicos por cuantos procedimientos permita realizar la ingeniería actual. También podrá ser objeto del Proyecto Industrial en Microelectrónica los trabajos de investigación y desarrollo, y el modelado teórico o numérico de los dispositivos, circuitos o sistemas microelectrónicos. Se podrán considerar asimismo los estudios relacionados con los contenidos del título relativos a equipos, fábricas, instalaciones, servicios o su planificación, gestión o explotación.
